[发明专利]集成多层光学薄膜的超导TES单光子探测器和制备方法

权利要求书

1.一种集成多层光学薄膜的超导TES单光子探测器，其特征在于，所述单光子探测器包括依次层叠的介质基板、第一多层光学薄膜、第二多层光学薄膜，第一多层光学薄膜、第二多层光学薄膜构成用以吸收光子信号的光学腔体；

所述第一多层光学薄膜包括交替层叠的两层金膜和两层钛膜，由下至上分别被定义成第一薄膜、第二薄膜、第三薄膜、第四薄膜，其中附着在介质基板表面的第一薄膜为钛膜，通过调节第二薄膜和第三薄膜的相对厚度以调整单光子探测器的临界温度；所述第二多层光学薄膜包括交替叠层的SiO₂薄膜与Ta₂O₅薄膜或交替叠层的SiO₂薄膜和TiO₂薄膜。

2.根据权利要求1所述的集成多层光学薄膜的超导TES单光子探测器，其特征在于，所述介质基板包括硅基板、石英基板、MgO基板、蓝宝石基板和表面热氧化的硅基板中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的集成多层光学薄膜的超导TES单光子探测器，其特征在于，所述第一薄膜的厚度为5~10 nm。

4.根据权利要求1所述的集成多层光学薄膜的超导TES单光子探测器，其特征在于，所述第二薄膜的厚度为20~80 nm。

5.根据权利要求1所述的集成多层光学薄膜的超导TES单光子探测器，其特征在于，所述第三薄膜的厚度为30~60 nm。

6.根据权利要求1所述的集成多层光学薄膜的超导TES单光子探测器，其特征在于，所述第四薄膜的厚度为5~10 nm。

7.根据上述权利要求1-6中任一项所述的一种集成多层光学薄膜的超导TES单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

S1：对介质基板双面抛光，以使其表面粗糙度低于预设粗糙度阈值；

S2：在保持高真空的条件下，将第一多层光学薄膜依次沉积在介质基板上；所述第一多层光学薄膜包括交替层叠的两层金膜和两层钛膜，由下至上分别被定义成第一薄膜、第二薄膜、第三薄膜、第四薄膜，其中附着在介质基板表面的第一薄膜为钛膜，通过调节第二薄膜和第三薄膜的相对厚度以调整单光子探测器的临界温度；

S3：将第二多层光学薄膜依次沉积在第四薄膜上表面，使第一多层光学薄膜、第二多层光学薄膜构成用以吸收光子信号的光学腔体。

8.根据权利要求7所述的集成多层光学薄膜的超导TES单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述预设粗糙度阈值为1nm。