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材料・プロセス【計測・評価】

僅か1個〜数個の光子を正しく計測する
僅か 1 個~数個の光子を正しく計測する単一光子レベルの微弱光を検出する超高感度光検出器●● 高い検出効率で光を捉えることが可能な超伝導現象を用いた高感度光センサ●● 入射光エネルギーが測定できることから、 単一光子の分光計測が可能●● 微弱光計測に関わる様々な応用光計測を実現する基幹デバイス10 μm5 μmNbelectrodeWAR+TES+mirror multi-layersSi substrate検出素子の(上)顕微鏡写真と(下)光吸収キャビティの断面断熱消磁冷凍機中にセットアップした超高感度光検出器アレイ(i)光パルス入射光子微弱パルスレーザ光源超高感度光検出器(ⅳ)#(ii)1600(ⅲ)n=2(b)転移領域(iv)(i)(iii)(iii)抵抗 R抵抗 R(a)(ii)温度 T(i)(ii)(iv)(i)光子の頻度 (個/bin)1400n=11200n=31000800600n=4n=0n=5400n=62000時間超伝導転移端センサの動作の模式図。(i) 定常状態、(ii)光パルス入射によるエネルギー付与、(iii)超伝導薄膜の温度上昇、(iv)冷却過程。(a)と(b)は対応する各状態(i)~(iv)におけるTESの温度に対する抵抗変化と時間変化の様子を示す。-0.80.00.81.62.43.24.04.85.6光のエネルギー(eV)本光検出器で測定した単一~複数光子を含む光パルスの観測例● 関連技術分野:光計測、分光技術、光ファイバ通信、環境計測、バイオマーカー● 連 携 先 業 種:情報・通信業、製造業(電気機器)、製造業(医薬品)