超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种新型的单光子探测器，相对于传统的半导体单光子探测器件，具有高计数率、低暗计数等明显优势，然而SNSPD需要在接近临界状态的偏置条件下和多个模块配合才能触发热点效应。本成果设计了一种NbN材料的超导纳米线单光子探测实验系统用的偏置电源系统，辅助功能是温度控制和信号调理。实验表明，4个通道可以独立稳定输出精确度为0.1μA且0~99.9μA区间可调的恒流偏置，温度测量的精确度为0.05K，热点效应产生的脉冲信号被调理后成功地被分析仪器检测到，满足单光子探测的要求。
本成果设计的系统是一套由多种元器件和模块组成的仪器系统，为了提高系统的稳定性和可靠性，将所有组成器件封闭集成在一个立方型的金属机箱，电源模块(锂电池组，开关电源，线性电源)、偏置电路、信号调理模块
(包括T型偏置和LNA)都集成在内部。对于前面板：触摸显示屏镶嵌在中部，4路脉冲输出竖排固定在左前方。对于后面板：系统的加热输出接头和温度传感器接头则安置在左中部，USB接口放置在中下部，4路偏置输出竖排固定在右边，中部是一个风扇，将机箱内部的热量排出。首先主控芯片C8051F340是系统的控制核心，负责各类信号的采集和控制信号输出；触摸屏上显示各个参数的信息，可以通过触碰来改变参数并串口发送到单片机上；温度模块可以实时监测制冷机温度并且显示在屏幕上，同时触控加热图标可以改变加热状态；隔离模块的作用是将数字信号和模拟信号隔离；偏置电路根据单片机的指令，DA芯片将数字量转化为模拟偏置输出；电池管理模块负责管理2组电池的放电和充电。为保证偏置电源的洁净度，偏置电路用2个可充电的锂电池供电，分别提供±4.2V电压。加热部分和电池充电，以及散热风扇采用24V的开关电源供电，其余部分均采用16V,3A线性电源供电。
复旦大学
商慧亮
