串联超导纳米线探测器的多光子响应

低温物理学报 , 2015, 37(6): 452-456.

串联超导纳米线探测器的多光子响应

赵丽敏 ^1, , 顾鹏 ^2, , 万超 ^3, , 康琳 ^4, , 吴培亨 ^5,

1.南京大学电子科学与工程学院,超导电子学研究所,南京210093

2.南京大学电子科学与工程学院,超导电子学研究所,南京210093

3.南京大学电子科学与工程学院,超导电子学研究所,南京210093

4.南京大学电子科学与工程学院,超导电子学研究所,南京210093

5.南京大学电子科学与工程学院,超导电子学研究所,南京210093

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CBA00100、2011CBA00200),国家自然科学基金(批准号:11227904、61101012),中国高技术研究发展计划(批准号:2011AA010204)资助课题 Project supported by the 973 Program(Grant Nos.2011CBA00100, 2011CBA00200), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos.11227904, 61101012) and the 863 Program(Grant No.2011AA010204).

关键词：光子数分辨 , 串联超导纳米线探测器 , 并联电阻

PHOTON-NUMBER-RESOLVING RESOLUTION BASED ON A SERIES SUPERCONDUCTING NANOWIRE DETECTOR

Keywords： photon number resolving , series superconducting nanowire detector , parallel resistance

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)具有探测效率高、暗计数低等优点,但通常工作在非线性模式,不具备光子数分辨的能力.在线性光学、量子计算等许多领域,通常还要求探测器能够对入射的光子数进行分辨.目前基于超导纳米线单光子探测器实现光子数分辨主要有三种途径:阵列结构的读出电路非常复杂,并联纳米线探测器(PND)的漏电流限制了最多可分辨的光子数目和系统效率,串联纳米线探测器(SND)的读出电路简单,而且没有漏电流,理论上可以分辨大量的光子数目,同时获得较高的系统效率.本文基于串联纳米线探测器结构,设计了一种6像元串联纳米线探测器,即6个纳米线单元串联,每个纳米线单元两端并联一个电阻Rp.实验结果表明,在不同光功率下,该结构可以实现6个光子的分辨,而且可以工作在0.97Ic,没有漏电流影响.

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