用于单光子探测系统中光纤和超导薄膜对光的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于单光子探测技术领域，具体涉及一种用于单光子探测系统中将光纤和超导薄膜进行对光的装置。
【背景技术】
[0002]单光子探测器是对光子等单量子物质极为敏感的一种装置，在高分辨率的光谱测量、非破坏性物质分析、高速现象检测、精密分析、大气测污、生物发光、放射探测、高能物理、天文测光、光时域反射(OTDR)、量子密钥分发系统(QKD)等领域有着广泛的应用。由于这类探测器都是工作在低于IK的温区内，对比普通的半导体光子探测器(如光电倍增管及雪崩光电二极管)而言，它们以其独有的高探测灵敏度，低背景噪声，低暗记数率以及较快的信号响应速度等特点成为了光子探测器中的佼佼者。
[0003]近年来，一种基于超导临界状态转换的超导边界转变传感器(Transit1n-EdgeSensors, TES)得到飞速发展，其原理是，当光子照射到通有一定电流的超导薄膜上时，光子被薄膜吸收所产生热量使局部温度升高到超导临界温度，从而形成局部非超导态，这一非超导区的存在会明显改变回路电阻，从而产生一个可探测的电流变化，通过这一变化电流的测量实现单光子探测的目的。
[0004]为了使光子准确的落入到超导薄膜的感光处，通常需要将用于传导光子的光纤对准超导薄膜的感光处，然后将二者粘接固定。传统的粘接方式主要是通过一根很细的探针将紫外固化胶等液体胶水滴落到对位好的光纤与超导薄膜的感光处之间，然后等待液体胶水自然固化或者用紫外灯照射使其加速固化。由于超导薄膜和光纤的尺寸都非常小，紫外固化胶等胶水液滴由于滴落过程中的分布不均匀等原因很容易在此对光过程中造成光纤移位，使粘接后的光纤与超导薄膜的感光处错位，从而造成对光失败。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种粘接效果好，不易使光纤错位且操作方便的对光装置。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种用于单光子探测系统中光纤和超导薄膜对光的装置，包括用于放置超导薄膜的载物台，靠近载物台设置的位移平台，位移平台设置有可开合的机械手，机械手用于夹紧光纤，还包括与位移平台机械手相连的对光机构，所述对光机构包括可纵向开合的套管，套管的内壁覆盖有石蜡，光纤穿设于套管内并被石蜡包裹；通过熔化的石蜡自然下降再凝固从而将光纤粘接在超导薄膜上。
[0007]本实用新型的有益效果是:本实用新型所提供的用于单光子探测系统中光纤和超导薄膜对光的装置，将光纤和超导薄膜进行对位，然后把石蜡加热到熔点熔化，熔化了的石蜡顺着光纤滑落到超导薄膜上凝固从而将光纤粘接到超导薄膜上，由于石蜡是顺着光纤自然均匀的滑落，光纤受力均匀，在此过程中不会发生偏移错位，粘接好后打开套管可快速将光纤取出。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型对光装置的结构示意图；
[0009]图2是本实用新型对光机构的示意图。
[0010]附图标记说明:1、载物台；2、位移平台；21、机械手；3、对光机构；31、套管；32、石蜡；33、加热单元；4、显微镜。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明:
[0012]第一部分:对光装置的实施例
[0013]如图1和图2所示，本实用新型的用于单光子探测系统中光纤和超导薄膜对光的装置，包括用于放置超导薄膜的载物台1，靠近载物台I设置的位移平台2，位移平台2设置有可开合的机械手21，机械手21用于夹紧光纤，还包括与位移平台2机械手21相连的对光机构3，对光机构3包括套管31，套管31为高导热性的导热材料制成，套管31的内壁均匀覆盖有一层石蜡32，形成环状的石蜡层；光纤穿设于套管31内并被石蜡32包裹；石蜡32可在加热到熔点时熔化并顺着光纤滑落到超导薄膜上凝固从而将光纤粘接到超导薄膜上。在该实施例中，图中套管31为圆筒状，但是，任何形状的套管31都可以用在本实用新型的对光装置中，例如外部呈立方体，内部具有圆形通孔的结构。
[0014]由于粘接过后的光纤一端与超导薄膜相连，另一端与光纤耦合器转接头相连，光纤不能从头尾直接取出，为了方便光纤的取放，套管31设为可纵向开合的结构，具体的可由两个半圆状的弧片铰接而成，机械手21的终端可优选为能够开合的夹子，通过打开机械手21可以将套管31取放，然后在打开套管31将光纤取放。
[0015]在本实施例中，所述机械手21与位移平台2的输出端相连，位移平台2可采用五轴装置平台，该五轴装置平台的五个自由度可以将机械手21上的对光机构3相对于载物台I精确定位，通过五个差动调节器可以实现方位对准。粗调是通过0.5毫米节距的丝杆实现的，微调是通过差动机制实现的，每转移动量为50微米，行程300微米。
[0016]对光机构3还包括控制器、加热单元33，加热单元33设于套管31的外壁，控制器与加热单元33电连接，用于控制加热单元33工作；更具体的，组成套管31的两个弧片上均与加热单元33的发热端相连，且加热单元33的发热端尽可能的覆盖住整个弧片，从而加热时使石蜡32受热均匀，从而均匀的熔化。具体实施时，也可通过强光照射套管31从而使石蜡32升温熔化。
[0017]在本实施例中，对光机构3还包括温度传感器，温度传感器设于套管31的外壁，用于检测套管31的温度，温度传感器与控制器电连接，用于向控制器反馈套管31温度，从而使加热单元33的温度不会过高导致光纤的涂层被破坏。
[0018]为了方便对光机构3和超导薄膜的对位，对光装置还包括显微镜4以及为显微镜4提供照明的照明机构，所述显微镜4和照明机构均通过可在XYZ轴方向自由移动的支架固定，由于支架结构均属于现有技术，在此不再赘述。
[0019]在本实施例中，为了便于观察光纤和超导薄膜的对位情况，光纤的一端可以与连续红光光源相连，模拟单光子的入射位置，并设置与显微镜4相连的显示单元，用于显示显微镜4所观察的图像。
[