| Project/Area Number |
19K15472
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
Yabuno Masahiro 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 研究員 (70777234)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 超伝導単一光子検出器 / 超伝導光子検出器 / 単一光子分光 / 量子光工学 |
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| Outline of Research at the Start |
極微弱な強度の光の特性を詳細に計測する技術が、生命科学、宇宙科学、量子科学などの広範な分野で必要とされている。本研究では、光子一つ一つの波長を高い分解能で識別することが可能であり、かつそれらを高感度に検出することが可能な単一光子分光検出技術を開発することを目的としている。光導波路中の光子を高感度、高時間分解能で検出可能な導波路結合型超伝導ナノワイヤ単一光子検出器とその大規模アレイ化技術の開発を行い、さらに、これらを高い波長分解能を持つアレイ導波路回折格子分光素子と一体に集積化することにより、高感度、高波長分解能、高時間分解能を備えたオンチップ超伝導単一光子分光検出素子の開発を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have developed a superconducting nanowire single photon detector (SNSPD) array system toward to integration with an arrayed waveguide grating device for realizing a highly-sensitive single-photon spectroscopic detection. We have succeeded to develop a row-column readout 16-element SNSPD array and integrating it with a superconducting digital circuit. We have also succeeded to demonstrate single-photon detection with a wider superconducting strip. We also designed a waveguide-coupled SNSPD array system.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
光の最小単位である光子一個をその波長を識別しながら高感度に検出する単一光子分光検出器は、生命科学から宇宙物理学まで広範な科学分野において基盤技術となることが期待される。本研究では、高感度な単一光子検出器である超伝導ナノワイヤ単一光子検出器(SNSPD)を多素子アレイ化する技術の開発に成功し、またより多数の素子のアレイ化や素子の量産化が可能となる太い超伝導線路を用いた単一光子検出技術の実証にも成功した。またこれらをもとに導波路結合型のSNSPDアレイの設計も行った。以上は、多数の波長チャンネルを備える高感度単一光子分光検出器の実現に繋がる成果である。
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