超伝導ナノ細線構造による超高速単一光子検出技術の研究

• 研究課題/領域番号: 19686010
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 福田 大治 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 研究員 (90312991)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 21,190千円 (直接経費: 16,300千円、間接経費: 4,890千円); 2009年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2008年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2007年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
• キーワード: 光計測 / 超伝導材料 / 超精密計測 / 量子効率 / 低温検出器 / 超高速 / 単一光子 / 超光速

研究概要

光の究極的な姿である単一光子を検出することが可能な新しい光検出技術の開発を行った。超伝導現象を応用して、光子が入射した時に破壊される超伝導状態を検出することで、光子の測定が可能となる。本研究では、高速かつ、高効率で単一光子を検出するために、超薄膜のデバイスを開発することに成功した。これにより、将来の情報通信産業を支える光検出技術や微弱光検出に基づく医療用分析技術などに応用可能な基礎技術を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Fiber Coupled Single Photon Detector with Niobium Superconducting Nanowire (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Fujii, D. Fukuda, T. Numata, A. Yoshizawa, H. Tsuchida, S. Inoue, T. Zama
  • 雑誌名: Proceedings of Quantum Com 09 ページ: 220-224
• [雑誌論文] 超伝導単一光子検出器 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田大治
  • 雑誌名: 電子情報通信学会誌 90巻 ページ: 674-679
  • NAID: 110006368824
• [雑誌論文] 超伝導単一光子検出器 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田 大治
  • 雑誌名: 電子情報通信学会誌 90 ページ: 674-679
  • NAID: 110006368824
• [学会発表] Fiber coupled single photon detector with Niobium Supeconducting Nanowire (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Fujii, D. Fukuda, T. Numata, A. Yoshizawa
  • 学会等名: 1st International ICST Conference on Quantum Communication and Quantum Networking
  • 発表場所: ナポリ、イタリア
  • 年月日: 2009-10-26
• [学会発表] Fiber Coupled Single Photon Detector with Niobium Superconducting Nanowire (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Fujii, D.Fukuda, T.Numata, A.Yoshizawa, et al
  • 学会等名: 1st International ICST Conference on Quantum Communication and Quantum Networking
  • 発表場所: ナポリ、イタリア
  • 年月日: 2009-10-26
• [学会発表] Nb超伝導ナノワイヤを用いた単一光子検出器 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井剛、福田大治、沼田孝之、吉澤明男、土田英実、井上修一郎
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Nb超伝導ナノワイヤを用いた単-光子検出器 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井剛、福田大治、沼田孝之、吉澤明男、土田英実、井上修一郎, 他
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Single photon detection techniques based on superconducting detector towards quantum optical metrology (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Fukuda, G. Fujii, T. Numata
  • 学会等名: The 10th international conference on New Development and Applications in Optical Radiometry
  • 発表場所: Daejon, Korea
  • 年月日: 2008-10-16
• [学会発表] Single photon detection techniques based on superconducting detectors towards quantum optical metrology (2008)
  • 著者名/発表者名: Daiji Fukuda, Go Fujii, Takayuki Numata, and et al.
  • 学会等名: The 10th international conference on New Development and Applications in Optical Radiometry(NEWEAD)
  • 発表場所: Daejeon Convention Center(DCC), Daejon, Korea
  • 年月日: 2008-10-16
• [学会発表] 超伝導光子数識別器の量子効率の改善 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤井剛、福田大治
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学理工学、船橋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] 超伝導光子数識別器の量子効率の改善 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤井 剛、福田 大治, 他
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-28
• [産業財産権] 超伝導光検出素子 (2010)
  • 発明者名: 福田大治、吉澤明男
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 2010-122669
  • 出願年月日: 2010-05-28
• [産業財産権] 超伝導光検出素子 (2010)
  • 発明者名: 福田 大治, 吉澤 明男
  • 権利者名: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2010-122669
  • 出願年月日: 2010-05-28