光子数分辨(PNR)是单光子探测器在量子与经典领域应用的重要能力之一。虽然传统的超导纳米线单光子探测器（SNSPD)不具备光子数分辨能力，但通过将纳米线排列为串联型阵列并在空间上复用光子，这样的串联型PNR-SNSPD就会具备准光子数分辨能力。然而，其探测精度和最大分辨光子数都受到输出脉冲信噪比(SNR)的限制。我们将介绍一种匹配滤波器，它在提升SNSPD输出脉冲SNR方面具有最优的性能。实验中，与使用室温放大器的传统读出方式相比，相邻光子数响应的脉冲幅度归一化间隔在经过匹配滤波后最高可增加2.1倍。在使用低温放大器的情况下，归一化间距最大增加5.3倍。与低通滤波器相比，匹配滤波器可以提供更好的SNR，同时保持良好的时间抖动。实验中，我们得到了55 ps的最小时间抖动。这些结果表明，匹配滤波器是提高串联型PNR-SNSPD性能的有效工具。在现有器件结构下，读出信噪比可以支持65甚至更多的光子数分辨。
郝浩博士生是此篇文章的第一作者。他系统性地完成器件的设计、制备和测试等工作。我们在此对他的努力工作表示感谢，并再次恭喜此成果顺利发表！
论文链接：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0068449