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公开(公告)号：CN112859098B
公开(公告)日：2023-11-17
申请号：CN202110022020.9
申请日：2021-01-08
申请人： 南京大学
IPC分类号： G01S17/10 , G01S7/48 , G01S7/4863
摘要： 本发明公开了一种光子数分辨测量增强单光子激光雷达系统及测距方法，通过脉冲激光器向目标发射脉冲激光，同时自身产生同步信号，经同轴电缆输入到时间相关单光子计数器当中作为开始信号，脉冲激光经过目标表面的散射，部分光子沿原光路返回后被接收光路接收，并通过多模光纤耦合到光子数分辨单光子探测器的光敏面上，产生响应信号通过同轴电缆传输到时间相关单光子计数器，控制端通过数据线控制激光雷达系统运行，并处理数据。本发明能够提高单光子激光雷达的信噪比和复杂环境的探测能力，大幅度提高激光雷达的探测距离，实现对软硬目标的鉴别能力，并有可能全天时甚至全天候工作。
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公开(公告)号：CN109357774B
公开(公告)日：2020-12-25
申请号：CN201811128220.7
申请日：2018-09-27
申请人： 南京大学
摘要： 本发明公开了一种高速超导光子相机，包括：大量蜿蜒结构纳米线构成的像元、片上电路方案、光耦合方案和外部读出电路方案；像元之间用延迟线相互连接成为一行或多行，这中单行或多行结构阵列排列在共焦平面，构成大面阵相机光敏面，像素可以超过4‑1000000像素。本发明的相机帧率最高可达1000帧/秒，光子探测效率最高达到98.5％，工作波段为300nm‑10μm；能够实时同步探测大量光子时间和位置信息，能够直接捕捉到物体表面反射或直接发射的光学信息，还原出物体特有的光学分辨信息，实现主动或被动高灵敏高速光子成像。
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公开(公告)号：CN109357774A
公开(公告)日：2019-02-19
申请号：CN201811128220.7
申请日：2018-09-27
申请人： 南京大学
摘要： 本发明公开了一种高速超导光子相机，包括：大量蜿蜒结构纳米线构成的像元、片上电路方案、光耦合方案和外部读出电路方案；像元之间用延迟线相互连接成为一行或多行，这中单行或多行结构阵列排列在共焦平面，构成大面阵相机光敏面，像素可以超过4-1000000像素。本发明的相机帧率最高可达1000帧/秒，光子探测效率最高达到98.5％，工作波段为300nm-10μm；能够实时同步探测大量光子时间和位置信息，能够直接捕捉到物体表面反射或直接发射的光学信息，还原出物体特有的光学分辨信息，实现主动或被动高灵敏高速光子成像。
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公开(公告)号：CN114865264A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210353986.5
申请日：2022-04-06
申请人： 南京大学
摘要： 本发明公开了一种双超导线耦合器，其主要包括1个或多个信号输入端、1个信号输出端以及填充在信号输入端与信号输出端之间的绝缘电介质；每个信号输入端均由1根独立的超导线构成；信号输出端由1根独立的超导线构成；构成信号输入端的超导线与构成信号输出端的超导线邻近且两者不交叉；当输入端超导线受到小电流的扰动，转变为电阻态，导致输出端超导线也转变为电阻态，从而将输入端的小电流信号，放大为输出端的大电阻信号；输入端可设计为多通道输入，调节各个输入端和输出端超导线相互耦合的长度，利用输出端超导线分段失超的特性，可以对输出电阻值进行编码；该双超导线耦合器可应用于阵列超导纳米线单光子探测器信号的片上读出。
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公开(公告)号：CN111721408B
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202010595694.3
申请日：2020-06-28
申请人： 南京大学
IPC分类号： G01J1/42
摘要： 本发明公开了一种基于超导纳米线光子探测阵列的电荷积分成像方法，采用超导纳米线单光子探测器作为阵元，组成超导纳米线光子探测阵列，阵元的数量可调整；采用透镜阵列作为光学对位系统，将透射光分成与阵元数量相等的多光束，分别汇聚到超导纳米线探测区域；采用脉冲式激光器探测物体表面，将物体表面反射的不同光脉冲透过透镜阵列，记录每个光子的往返时间；采集各阵元探测的光子数，将阵元作为像元，由阵元的光子数计算像元的灰度值；将像元作为像素点绘制灰度图，由每个光子的往返时间计算物体和像素点的距离，根据灰度图和物像距离重建物体的三维图像。
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公开(公告)号：CN106940224A
公开(公告)日：2017-07-11
申请号：CN201710245163.X
申请日：2017-04-14
申请人： 南京大学
IPC分类号： G01J11/00
CPC分类号： G01J11/00
摘要： 本发明提供一种抗背散射超导单光子探测器，包括时钟信号生成模块、激光器、门控源表及纳米线芯片，所述门控源表包括数模转换芯片和负载电阻，数模转换芯片的输出端通过负载电阻连接纳米线芯片；所述时钟信号生成模块用于为激光器和数模转换芯片提供PWM波信号；所述激光器用于发射光子，所述纳米线芯片用于接收光子；所述门控源表用于控制纳米线芯片工作。本发明可以在探测过程中，屏蔽近距离内的反射光子，使得光子接收不受近距离反射光子的影响，有效解决了超导纳米线单光子探测器背光致盲问题；可以将超导纳米线单光子探测器的应用扩展到浓雾等强背散射环境下激光测距和激光雷达应用，提高了探测器在大气层内使用的可靠性。
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公开(公告)号：CN112798116B
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN202110042317.1
申请日：2021-01-13
申请人： 南京大学
摘要： 本发明公开了一种中红外超导纳米线单光子探测器，采用电子束光刻技术和反应离子刻蚀技术，将含Mo、Si非晶或多晶超导薄膜，制成超导纳米线，作为探测器的光敏面，实现了中红外SNSPD的有效制备；采用中红外光源、可调衰减器、准直器、带通滤波器、稀释制冷机、光敏面、偏置器、放大器和计数器，组成探测器，采用自由空间耦合技术，有效解决了光纤耦合中红外SNSPD的难题；发射并接收中红外波段的光子，计算单位时间到达光敏面的光子数，为有效计算中红外SNSPD量子探测效率奠定了基础。
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公开(公告)号：CN112859098A
公开(公告)日：2021-05-28
申请号：CN202110022020.9
申请日：2021-01-08
申请人： 南京大学
IPC分类号： G01S17/10 , G01S7/48 , G01S7/4863
摘要： 本发明公开了一种光子数分辨测量增强单光子激光雷达系统及测距方法，通过脉冲激光器向目标发射脉冲激光，同时自身产生同步信号，经同轴电缆输入到时间相关单光子计数器当中作为开始信号，脉冲激光经过目标表面的散射，部分光子沿原光路返回后被接收光路接收，并通过多模光纤耦合到光子数分辨单光子探测器的光敏面上，产生响应信号通过同轴电缆传输到时间相关单光子计数器，控制端通过数据线控制激光雷达系统运行，并处理数据。本发明能够提高单光子激光雷达的信噪比和复杂环境的探测能力，大幅度提高激光雷达的探测距离，实现对软硬目标的鉴别能力，并有可能全天时甚至全天候工作。
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公开(公告)号：CN111721429B
公开(公告)日：2021-05-28
申请号：CN202010557380.4
申请日：2020-06-18
申请人： 南京大学
IPC分类号： G01J11/00
摘要： 本发明公开了一种基于双线结构消减SNSPD暗计数的设计，将2根氮化铌纳米线不交叉的相互缠绕，构成双线结构的超导纳米线单光子探测器SNSPD，用一根纳米线调控另一根纳米线的行为，调节偏置电流接近超导临界电流；采用光纤将光信号引入探测器光敏区，通过2根纳米线分别输出2路信号，使两根纳米线之间的暗计数相互激发，经电压比较器和异或门，消减暗计数信号，保留光子响应信号；通过使用双线结构SNSPD独特性能，能有效抑制探测器暗计数的产生，后期通过工艺提升，进一步提高SNSPD暗计数的耦合效率，有望实现完全抑制SNSPD系统的暗计数，极大提升探测器的信噪比。
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公开(公告)号：CN111130652B
公开(公告)日：2021-01-08
申请号：CN201911411328.1
申请日：2019-12-31
申请人： 南京大学
IPC分类号： H04B10/70 , H04B10/516 , H04B10/508 , H04B10/50 , G01J11/00
摘要： 本发明公开了一种光子数分辨增强激光通信系统及方法，系统包括控制器、波形发生器、脉冲激光源、可调衰减器、阵列超导纳米线单光子探测器、功率放大器、功率合成器、模数转换器和示波器，控制器对需要输出的数据进行编码调制，并输入至波形发生器，波形发生器将编码信息转化为电脉冲信号输出至脉冲激光源，脉冲激光源根据输入的电脉冲信号产生对应的光脉冲信号，然后经过可调衰减器输入阵列超导纳米线单光子探测器，经过功率放大器和功率合成器后输出具备光子数分辨的信号，最终信号经模数转换器整形后被示波器接收采集下来。本发明极大地降低由于外部光学空间噪声和超导探测器自有暗噪声带来的误码干扰，使得误码率逼近光通信的自有光量子误码极限。
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