2026 年 4 月 17-19 日,第三届应用物理会议在山西太原山西大学圆满举办。本次会议由中国物理学会、山西大学、中国科学院物理研究所应用物理中心联合主办,以 “夯实物理基础・赋能科技创新” 为核心,推动基础物理与产业深度融合,助力科技强国建设。

在量子传感与探测专题分会场,南京大学电子科学与工程学院、超导电子学研究所赵清源教授课题组博士生杨帆,受邀作题为《光纤端面集成超导单光子探测技术》的口头报告,展示了课题组在超导单光子探测领域的最新进展,获得与会专家高度关注。

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是光量子信息、深空探测、生物成像等领域的核心关键器件,被称作光量子测量的 “标配”、极端场景的 “终极手段”。而将SNSPD直接集成在光纤端面,是实现小型化、低损耗、高稳定量子探测系统的关键路径,但长期面临两大瓶颈:一是光纤端面平整度无法满足超导薄膜生长的苛刻要求;二是光纤长径比极高,端面微纳加工难度极大。这严重制约了光纤量子系统的集成化与实用化。

针对行业难题,课题组提出光纤端面混合集成SNSPD原创技术路线:1.组件分离制备:探测器、反射镜、光纤电极独立加工;2.自动化筛选:1.5 K 低温探针台完成器件批量精准测试;3.高精度转移:PDMS 印章翻转转移,对准精度达7 μm,对准容差 15 μm;4.低温系统表征:完整验证集成器件光电性能;该方案绕开光纤端面直接加工难题,实现无损伤、高精度、可量产的光纤‑SNSPD 一体化集成。本工作首次实现量子效率饱和的光纤端面混合集成SNSPD,全覆盖光通信波段宽谱均匀响应; 超快时间抖动低至 26 ps,最大计数率51.7 Mcps;双层结构实现偏振不敏感探测(偏振消光比≈1.08);单器件即可完成纠缠光源符合测量,大幅简化量子光学系统。

报告同时展示了团队从实验室到产业的落地进展:依托南京库湃量子科技有限公司,已推出宽谱SNSPD探测器、1.5 K全自动低温光电探针台、超导单光子成像器、波导耦合量子探测模块等产品,推动超导单光子探测走向桌面化、工程化、产业化。



