光会聚结构及探测系统技术方案

本申请涉及一种光会聚结构及探测系统。其中，光会聚结构包括：会聚层、介质层与会聚阵列；所述会聚层、所述介质层与所述会聚阵列层叠设置；所述介质层位于所述会聚层与所述会聚阵列之间，且所述会聚阵列位于所述介质层远离所述会聚层的一侧；所述会聚层与所述会聚阵列的材料包括金属；所述会聚层设有会聚孔；在所述会聚层朝向所述会聚阵列的方向上，所述会聚孔贯穿所述会聚层；所述光会聚结构被配置为使所述会聚阵列远离所述介质层一侧入射的光从所述会聚孔内会聚出射。所述会聚孔内会聚出射。所述会聚孔内会聚出射。

【技术实现步骤摘要】
光会聚结构及探测系统


[0001]本申请涉及光学领域，尤其涉及一种光会聚结构及探测系统。

技术介绍

[0002]近年来，现代科学技术与信息科学一起实现了对量子系统的控制和操纵，并产生了一个新兴领域：量子信息。量子信息的科学技术可以在科学和工程领域产生革命性的进步，包括通信、计算、精密测量和基础量子科学等，被称为“第二次量子革命”，量子信息的巨大潜力吸引了许多国家和地区政府投资数百亿研究经费，包括澳大利亚、日本、加拿大、中国、美国等多个国家和地区政府，众多知名信息技术公司如谷歌、IBM、微软、华为、阿里巴巴等也参与了量子信息技术研究。
[0003]量子传感器和探测器是量子信息系统的核心器件。单光子探测对于光子测量或任何可以将信号转换为光子的测量至关重要。为了实现量子通信和量子计算，将光子作为量子态载体，单光子探测技术在量子信息系统中发挥着不可替代的作用。但是，目前的集成探测器无法同时满足高效检测与小型化的要求。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种光会聚结构及探测系统，以解决相关技术中全部或部分不足。
[0005]根据本申请实施例的第一方面，提供一种光会聚结构，包括：会聚层、介质层与会聚阵列；
[0006]所述会聚层、所述介质层与所述会聚阵列层叠设置；所述介质层位于所述会聚层与所述会聚阵列之间，且所述会聚阵列位于所述介质层远离所述会聚层的一侧；所述会聚层与所述会聚阵列的材料包括金属；
[0007]所述会聚层设有会聚孔；在所述会聚层朝向所述会聚阵列的方向上，所述会聚孔贯穿所述会聚层；
[0008]所述光会聚结构被配置为使所述会聚阵列远离所述介质层一侧入射的光从所述会聚孔内会聚出射。
[0009]在一些实施例中，所述会聚阵列包括阵列排布的会聚微纳结构，所述会聚微纳结构被配置为将不同偏振态的入射至所述光会聚结构的光分解为至少两个不同偏振态的偏振光。
[0010]在一些实施例中，所述会聚微纳结构的形状包括：十字交叉结构与圆柱结构。
[0011]在一些实施例中，所述会聚微纳结构为十字交叉结构；所述十字交叉结构包括第一交叉部与第二交叉部，所述第一交叉部与所述第二交叉部为相互交叉的两条长方体；
[0012]所述第一交叉部与所述第二交叉部的夹角大于等于45度小于等于90度。
[0013]在一些实施例中，所述第一交叉部与所述第二交叉部的长宽均相等。
[0014]在一些实施例中，所述第一交叉部与所述第二交叉部的长度为220纳米至340纳米。
[0015]在一些实施例中，所述第一交叉部与所述第二交叉部的宽度为40纳米至120纳米。
[0016]在一些实施例中，所述光会聚结构还包括基底；所述基底位于所述会聚层远离所述介质层的一侧，所述会聚层位于所述基底与所述介质层之间。
[0017]在一些实施例中，所述基底与所述介质层的折射率大于等于1.4且小于等于1.5。
[0018]在一些实施例中，所述会聚孔位于所述会聚层的中央。
[0019]在一些实施例中，所述介质层的厚度为200纳米至500纳米。
[0020]在一些实施例中，所述会聚层的厚度为10纳米至50纳米。
[0021]根据本申请实施例的第二方面，提供一种探测系统，包括上述任一种光会聚结构。
[0022]根据本申请实施例可知，通过形成金属
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介质
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金属结构的光会聚结构，可以将入射光限制在介质层内，而再通过设于会聚层的会聚孔，可以实现对入射光的会聚，从而，可以避免设置传统的聚焦式光学结构对入射光进行会聚，进而，可以促进光会聚结构的小型化。
[0023]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0024]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0025]图1是根据本申请实施例示出的一种光会聚结构的结构示意图；
[0026]图2是根据本申请实施例示出的一种光会聚结构的侧视图；
[0027]图3是根据本申请实施例示出的一种会聚微纳结构的放大图；
[0028]图4是根据本申请实施例示出的第一交叉部与第二交叉部在不同长度下，金属
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介质
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金属结构对入射光的吸收率与入射光波长之间的关系；
[0029]图5是根据本申请实施例示出的第一交叉部与第二交叉部在不同宽度下，金属
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介质
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金属结构对入射光的吸收率与入射光波长之间的关系；
[0030]图6是根据本申请实施例示出的介质层的不同厚度下，金属
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介质
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金属结构对入射光的吸收率与入射光波长之间的关系；
[0031]图7是根据本申请实施例示出的会聚层的不同厚度下，金属
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介质
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金属结构对入射光的吸收率与入射光波长之间的关系；
[0032]图8是根据本申请实施例示出的两种不同偏振态的偏振光经过光会聚结构转变为出射光的透射率与该偏振光的波长之间的关系。
具体实施方式
[0033]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0034]本申请实施例提供一种光会聚结构10，图1示出的是该光会聚结构10的结构示意图。如图1所示，光会聚结构10，包括：会聚层12、介质层13与会聚阵列14。
[0035]会聚层12、介质层13与会聚阵列14层叠设置。介质层13位于会聚层12与会聚阵列14之间，且会聚阵列14位于介质层13远离会聚层12的一侧。会聚层12与会聚阵列14的材料包括金属。
[0036]会聚层12设有会聚孔121。在会聚层12朝向会聚阵列14的方向上，会聚孔121贯穿会聚层12。
[0037]光会聚结构10被配置为使会聚阵列14远离介质层13一侧入射的光从会聚孔121内会聚出射。
[0038]具体的，会聚层12朝向会聚阵列14的方向，即图1中示出的第一方向Z。在该第一方向Z上，会聚孔121贯穿会聚层12。
[0039]图2示出的是光会聚结构10的侧视图。如图2所示，通过层叠设置的会聚层12、介质层13与会聚阵列14，且会聚层12与会聚阵列14的材料包括金属，可以形成金属
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介质
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金属的结构。入射光20则从会聚阵列14远离介质层13的一侧入射至光会聚结构10。而入射至光会聚结构10的入射光20可以激发金属
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介质
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金属的等离激元谐振模式，从而，通过激发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光会聚结构，其特征在于，包括：会聚层、介质层与会聚阵列；所述会聚层、所述介质层与所述会聚阵列层叠设置；所述介质层位于所述会聚层与所述会聚阵列之间，且所述会聚阵列位于所述介质层远离所述会聚层的一侧；所述会聚层与所述会聚阵列的材料包括金属；所述会聚层设有会聚孔；在所述会聚层朝向所述会聚阵列的方向上，所述会聚孔贯穿所述会聚层；所述光会聚结构被配置为使所述会聚阵列远离所述介质层一侧入射的光从所述会聚孔内会聚出射。2.根据权利要求1所述的光会聚结构，其特征在于，所述会聚阵列包括阵列排布的会聚微纳结构，所述会聚微纳结构被配置为将不同偏振态的入射至所述光会聚结构的光分解为至少两个不同偏振态的偏振光。3.根据权利要求2所述的光会聚结构，其特征在于，所述会聚微纳结构的形状包括：十字交叉结构与圆柱结构。4.根据权利要求3所述的光会聚结构，其特征在于，所述会聚微纳结构为十字交叉结构；所述十字交叉结构包括第一交叉部与第二交叉部，所述第一交叉部与所述第二交叉部为相互交叉的两条长方体；所述第一交叉部与所述第二交叉部的夹角大于等于45度小于等于90度。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌徕，张磊，储涛，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：