近日，南京大学电子科学与工程学院超导电子学研究所吴培亨院士团队、赵清源教授课题组在超导纳米线单光子探测（SNSPD）领域取得重要突破，成功研发光纤端面混合集成 SNSPD新方案，在单模光纤端面实现高性能、宽谱、低损耗单光子探测，相关成果以 “Hybrid Integration of a Superconducting Nanowire Single‑Photon Detector Directly on the Fiber Facet” 为题发表于国际权威光学期刊Laser & Photonics Reviews。
超导纳米线单光子探测器（SNSPD）凭借超高探测效率、极低暗计数、极小时间抖动、超宽响应谱等优势，成为量子通信、深空探测、分布式光纤传感、量子精密测量等领域的核心器件。传统光纤耦合依赖机械配件自对准及复杂光学腔来增强吸收，存在耦合损耗大、对准精度要求高、带宽受限、封装体积偏大等瓶颈；而直接在光纤端面制备 SNSPD 又面临光纤表面粗糙度大、超导薄膜质量差、工艺难以批量制备等难题，长期难以获得与硅基片上器件相当的综合性能。
针对这一行业共性挑战，团队提出“分离制备”+“精准微芯片转移”的光纤端面混合集成新路线：将SNSPD探测器、金反射镜、光纤端面电极分开加工，再通过高精度转印平台，将柔性SNSPD薄膜与反射镜薄膜翻转、精准贴合在光纤芯，依靠范德华力形成稳定机械连接与欧姆接触，彻底规避在粗糙光纤端面上直接生长超导纳米线的工艺缺陷，可实现大规模批量生产。
经低温（1.6 K）测试，集成器件实现饱和内量子效率，关键性能达国际一流水平：系统探测效率（SDE）最高68.6%（1550 nm）；时间抖动低至26 ps（低温放大器）；最大计数率达51.7 Mcps；1310–1640 nm范围内效率衰减小于2.3%。
该创新耦合模式将探测器嵌入光纤导模场内，结合背反射镜形成驻波增强吸收，在兼顾高效率的同时突破传统光学腔窄带限制，兼得高效率与宽带响应，且耦合更稳定、结构更紧凑。另外，工艺兼容批量制造，单张20×20 mm晶圆可产出逾1300颗芯片，为全光纤集成量子系统提供可扩展方案。
此项成果第一作者为南京大学博士生杨帆，赵清源教授为通讯作者，获吴培亨院士的指导与支持。涂学凑教授级高工、贾小氢教授、张蜡宝教授、陈健教授和康琳教授等也为研究提供了重要支持。得到国家自然科学基金、量子科技创新专项、江苏省重点实验室等资助。研究团队一并致谢南京大学超导电子学研究所（RISE）成员在纳米加工与测试方面提供的协助，以及所有参与讨论和提出建议的同行。
论文信息
Fan Yang, Qingyuan Zhao et al. Hybrid integration of a superconducting nanowire single‐photon detector directly on the fiber facet. Laser & Photonics Reviews e03116 (2026) doi:10.1002/lpor.202503116.