Research

単一光子に感度のある超伝導光検出器(TES)の研究を行っています

Study on optical transition-edge sensors sensitive to a single photon

 超伝導光検出器(Transition-edge sensor, TES)

金属が低温で示す超伝導現象を応用した超伝導転移端センサを用いた超高感度の光検出器を開発しています。本研究で開発した光センサは高い検出効率を実現し、可視光から近赤外までの広帯域の光をとらえられます。さらに、光子を1個1個分光することが可能です。超伝導転移端センサは、単一光子の分光を高感度で実現するデバイスです。単一光子レベルでの分光計測が可能となることで、多色のバイオイメージング、光情報通信に必要な光子の計測など様々な分野での極限応用計測を可能とします。さらに、軽い暗黒物質探索への応用も目指します。超伝導転移端センサは1電子ボルト(eV)の信号に感度があることから、暗黒物質と電子の相互作用によって生成した信号を捉えることが期待されます。

Optical transition-edge sensor (TES)

We are developing optical transition edge sensors, which are based on the superconductivity phenomenon that metals exhibit at low temperatures. Our TESs achieves high detection efficiency and can capture a wide range of light from visible to near-infrared. They are capable of spectroscopic analysis of individual photons. TESs realize single photon spectroscopy with high sensitivity. The ability to measure spectroscopy at the single photon level enables extreme applications in a variety of fields, such as multi-color bio-imaging and photon measurement for optical information communication. We aim to apply TESs to dark matter search experiments. We also aim to apply this to light dark matter searches. Since transition-edge sensors are sensitive to signals at the electronvolt (eV) scale, they are expected to detect signals generated by interactions between dark matter and electrons.