基本信息

张伟君  男    中国科学院上海微系统与信息技术研究所
电子邮件: zhangweijun@mail.sim.ac.cn
通信地址: 上海市长宁路865号3号楼301室
邮政编码: 200050

研究领域

  长期开展超导单光子探测器(SSPD)器件及应用研究。主要成果包括: 

1)在NbN材料体系中,首次在国际上分别实现纳米线、微米线两类器件的系统探测效率超过90%,为它们的高性能和实用化研究指明了方向。相关成果获得了期刊的亮点推荐、媒体的广泛报道, 其中NbN SSPD成果入选ESI高被引用论文,该研究打破了国外对中国高性能SSPD的进口限制。

2)发明并拓展了基于氦离子辐照调控SSPD性能方法,成功实现了器件本征效率和光吸收率的解耦合,为超导薄膜和器件提供了一种新的后处理技术手段;

3)利用光纤端面集成低温滤波器技术,在通信波段实现高效率(>80%)、低暗计数率(<0.5 cps)器件,为当时报道的最好结果;

4)研发基于16通道互嵌纳米线结构的SSPD阵列,成功实现了探测速度>1.5 Gcps的计数率,为目前SSPD探测速度的世界纪录。

5)研制的国际先进的SSPD探测器在多项量子信息领域合作应用演示中发挥了关键作用,比如合作成果“量子通信安全传输创世界纪录”入选2014年十大科技进展(排名第5);“首次验证远距离双场量子密钥分发”入选2019年国内十大科技新闻(排名第3);“九章”光量子计算机入选2020年中国科学十大进展(排名第13)。
  作为负责人承担了国家自然科学基金委(面上1项、青基1项)、中科院战略先导专项B等多个研究项目。目前致力于SSPD极限探测性能、器件阵列化、集成光量子芯片等方面研究。


Google学术个人主页:Wei-Jun Zhang (张伟君)

https://sc.panda321.com/citations?hl=zh-CN&user=NFurxBcAAAAJ



招生信息

   
招生专业
080903-微电子学与固体电子学
招生方向
超导纳米线单光子探测器研制
极限探测性能研究
超导纳米线单光子探测器的辐照效应

教育背景

2007-09--2012-06   中科院物理所   理学博士学位
2003-09--2007-06   北京师范大学   学士学位

专利与奖励



奖励信息
(1) 中国光学工程协会技术发明一等奖, 一等奖, 其他, 2019
专利成果
[1] 张伟君, 樊东辉, 尤立星. 微纳光纤-波导-超导纳米线单光子探测器及制备方法. CN: CN113204075A, 2021-08-03.

[2] 尤立星, 金贤敏, 侯昕彤, 徐晓芸, 李浩, 黄选纶, 张伟君, 王镇. 飞秒激光直写波导耦合超导纳米线单光子探测器. CN: CN110635021B, 2021-04-09.

[3] 张伟君, 黄佳, 尤立星, 王勇, 吕超林, 张兴雨, 徐光照. 提高单光子探测器的光子数分辨率能力的系统及方法. CN: CN110031094B, 2021-04-02.

[4] 张伟君, 熊佳敏, 尤立星, 王镇, 谢晓明. 单光子探测器及制备方法. CN: CN112229510A, 2021-01-15.

[5] 张伟君, 徐光照, 尤立星, 李浩, 谢晓明. 高速超导微米线单光子探测器及其制备方法. CN: CN111707362A, 2020-09-25.

[6] 张伟君, 徐光照, 李浩, 尤立星, 谢晓明. 一种SNSPD阵列与光波导阵列的耦合装置及方法. CN: CN111443442A, 2020-07-24.

[7] 尤立星, 张成俊, 张伟君, 孙兴渠, 李浩, 王镇. 基于辅助曝光结构的超导纳米线单光子探测器光对准方法. CN: CN110631717A, 2019-12-31.

[8] 欧欣, 尤立星, 贾棋, 张伟君. 一种调控超导纳米线的单光子探测器及其制备方法. CN: CN107910400B, 2019-12-24.

[9] 尤立星, 吕超林, 张伟君, 李浩, 王镇. 提高超导纳米线单光子探测器计数率的方法及系统. CN: CN108362389B, 2019-12-10.

[10] 尤立星, 张成俊, 张伟君, 王镇, 邢强林. 跟瞄与通讯一体化超导纳米线单光子探测器. CN: CN109962120A, 2019-07-02.

[11] 张伟君, 张成俊, 尤立星, 周慧, 李浩. 抑制多模光纤耦合SNSPD暗计数的方法及系统. CN: CN109764967A, 2019-05-17.

[12] 尤立星, 李浩, 张伟君, 杨晓燕, 王镇. 集成光学薄膜滤波器的超导纳米线单光子探测器. 中国: CN108666388A, 2018-10-16.

[13] 尤立星, 李浩, 杨晓燕, 张伟君, 王镇. 降低纳米线单光子探测器件非本征暗计数的方法及器件. 中国: CN103840035A, 2014.06.04.

[14] 尤立星, 李浩, 郭琦, 张伟君, 张露, 王镇. 一种基于超导纳米线的高偏振比单光子探测器. 中国: CN104091884A, 2014-10-08.

出版信息

   
发表论文
(1) NbN Superconducting Nanowire Single-Photon Detector With 90.5% Saturated System Detection Efficiency and 14.7 ps System Jitter at 1550 nm Wavelength, IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, 2022, 通讯作者
(2) Reducing current crowding in meander superconducting strip single-photon detectors by thickening bends, SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY, 2022, 通讯作者
(3) Multispectral Superconducting Nanowire Single-Photon Detector Based on Thickness-Modulated Optical Film Stack, IEEE PHOTONICS JOURNAL, 2022, 第 6 作者
(4) Field Test of Twin-Field Quantum Key Distribution through Sending-or-Not-Sending over 428 km, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2021, 第 13 作者
(5) Polarization resolving and imaging with a single-photon sensitive superconducting nanowire array, OPTICS EXPRESS, 2021, 通讯作者
(6) Twin-field quantum key distribution over a 511km optical fibre linking two distant metropolitan areas, NATURE PHOTONICS, 2021, 第 5 作者
(7) Sixteen-channel fiber array-coupled superconducting single-photon detector array with average system detection efficiency over 60% at telecom wavelength, OPTICS LETTERS, 2021, 第 1 作者
(8) Superconducting microstrip single-photon detector with system detection efficiency over 90% at 1550 nm, PHOTONICS RESEARCH, 2021, 通讯作者
(9) Sending-or-Not-Sending with Independent Lasers: Secure Twin-Field Quantum Key Distribution over 509 km, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2020, 第 5 作者
(10) Quantum computational advantage using photons, SCIENCE, 2020, 第 13 作者
(11) Development of superconducting nanowire single-photon detector arrays for applications in SIMIT, SPIE Defense + Commercial Sensing, 2020, 第 1 作者
(12) Wavelength dependence of intrinsic detection efficiency of NbN superconducting nanowire single-photon detector, Wavelength dependence of intrinsic detection efficiency of NbN superconducting nanowire single-photon detector, 中国物理B:英文版, 2019, 第 7 作者
(13) Suppressing Dark Counts of Multimode-Fiber-Coupled Superconducting Nanowire Single-Photon Detector, IEEE PHOTONICS JOURNAL, 2019, 通讯作者
(14) Saturating Intrinsic Detection Efficiency of Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors via Defect Engineering, PHYSICAL REVIEW APPLIED, 2019, 第 1 作者
(15) NbN superconducting nanowire single-photon detector with an active area of 300 μm-in-diameter, AIP Advances, 2019, 通讯作者
(16) A 16-Pixel Interleaved Superconducting Nanowire Single-Photon Detector Array With A Maximum Count Rate Exceeding 1.5 GHz, IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, 2019, 第 1 作者
(17) Measurement-device-independent QKD over asymmetric channels, 2019 CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS (CLEO), 2019, 第 9 作者
(18) High-Speed Device-Independent Quantum Random Number Generation without a Detection Loophole., PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 第 4 作者
(19) High speed superconducting nanowire single-photon detector with nine interleaved nanowires, SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY, 2018, 通讯作者
(20) Fiber-coupled SNSPDs integrated with a bandpass filter on the fiber end-face, Supercond. Sci. Tech., 2018, 第 1 作者
(21) Device independent quantum random number generation, NATURE, 2018, 第 7 作者
(22) Observation of Topologically Protected Edge States in a Photonic Two-Dimensional Quantum Walk, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 第 9 作者
(23) NbN superconducting nanowire single photon detector with efficiency over 90% at 1550 nm wavelength operational at compact cryocooler temperature, NbN superconducting nanowire single photon detector with efficiency over 90% at 1550 nm wavelength operational at compact cryocooler temperature, 中国科学:物理学、力学、天文学英文版, 2017, 第 1 作者
(24) Spiral SNSPD with efficiency over 50% at 1550 nm Wavelength, Supercond. Sci. Tech., 2017, 第 1 作者
(25) NbN SNSPD with efficiency over 90% at 1550 nm wavelength operational at compact cryocooler temperature, Science China Physics, Mechanics &Astronomy, 2017, 第 1 作者
(26) SNSPD with a system detection efficiency over 80% at 940-nm wavelength, IEEE Photon. Journal, 2016, 第 1 作者
(27) SNSPDs at a wavelength of 940 nm, AIP Adv, 2015, 第 1 作者
(28) Temperature dependence of an optical narrow-bandpass filter at 1.5 mu m, APPLIED OPTICS, 2015, 第 4 作者
(29) Time-of-flight laser ranging and imaging at 1550 nm using low-jitter superconducting nanowire single-photon detection system, APPLIED OPTICS, 2013, 第 6 作者

科研活动

   
科研项目
( 1 ) 面向激光雷达应用的超导纳米线单光子探测器件研究, 负责人, 地方任务, 2018-07--2021-06
( 2 ) 低暗计数高效率超导纳米线单光子探测器, 参与, 国家任务, 2017-07--2022-06
( 3 ) 超导纳米线单光子探测器的辐照效应, 负责人, 国家任务, 2020-01--2023-12
( 4 ) 青年促进会, 负责人, 中国科学院计划, 2019-01--2022-12
( 5 ) 超导NbTiN纳米线单光子探测器的薄膜材料和器件物理, 负责人, 国家任务, 2015-01--2017-12

指导学生

已指导学生

黄佳  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

张成俊  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

徐光照  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

现指导学生

王钰泽  硕士研究生  085400-电子信息  

熊佳敏  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

陈志刚  硕士研究生  085400-电子信息  

樊东辉  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学