Цель

Создание системы регистрации одиночных фотонов телекоммуникационных длин волн с увеличенным динамическим диапазоном и гигагерцовой скоростью счета, базирующейся на волноводном сверхпроводниковом однофотонном детекторе, согласованном с оптоволокном.

Уникальность

Создаваемая система регистрации одиночных фотонов с квантовой эффективностью более 90%, расширенным динамическим диапазоном и гигагерцовой скоростью счета ориентирована на работу со сверхслабыми источниками излучения (один квант излучения) в ближнем инфракрасном диапазоне. 

Реализация проекта позволит решать следующие важные научно-технические задачи:

• Регистрация сверхслабого излучения в ближнем ИК диапазоне спектра. В таких областях применений, как: спектроскопия различных материалов и биологических структур, астрономия, формирование изображений, неразрушающий контроль больших интегральных схем, основанный на регистрации сверхслабого теплового излучения, возникающего при переключении.
• Регистрация одиночных квантов света, что позволит создавать протяженные волоконно-оптические линий связи без промежуточных усилителей, использование которых при создании линий распределения квантово-криптографического ключа принципиально невозможно.
• Регистрация излучения от однофотонных источников. Однофотонные акты излучения из атомов, квантовых точек и молекул могут использоваться как инструмент для получения квантовых состояний света в области оптической квантовой информатики (QIS) и как эффективный метод для мониторинга живых организмов.
• Регистрация сверхслабого излучения в сочетании с высоким временным разрешением и низкой временной нестабильностью. В системах телекоммуникаций необходимы чувствительные и быстродействующие фотодетекторы, особенно в протяженных линиях связи. Биомедицинские системы создания изображений используют быстродействующие однофотонные детекторы видимого и ближнего ИК-диапазонов для спектроскопии коррелированных фотонов, излучаемых при люминесценции одиночных молекул, в томографии и в динамической оптической рефлектометрии.

1. Разработаны и изготовлены линейки экспериментальных образцов диэлектрических волноводов с делителем излучения 50:50 с различными конфигурациями волновода и угла области согласования и конических оптоволокон с набором углов раскрытия и формой кора оптоволокна.
2. Разработана и изготовлена установка по измерению основных характеристик нанофотонных устройств: волноводов, дифракционных элементов связи, делителей излучения.
3. Проведены исследовательские испытания экспериментальных образцов диэлектрических волноводов с делителем излучения.
4. По результатам испытаний осуществлен выбор оптимальных по характеристикам конфигураций диэлектрических волноводов с делителем излучения 50:50 с различными конфигурациями волновода и угла области согласования на длине волны 1.55 мкм.