|
|
Korneev, A. A. (2021). Superconducting NbN microstrip single-photon detectors. In I. Prochazka, M. Štefaňák, R. Sobolewski, & A. Gábris (Eds.), Proc. Quantum Optics and Photon Counting (Vol. 11771). SPIE.
Abstract: Superconducting Single-Photon Detectors (SSPD) invented two decades ago have evolved to a mature technology and have become devices of choice in the advanced applications of quantum optics, such as quantum cryptography and optical quantum computing. In these applications SSPDs are coupled to single-mode fibers and feature almost unity detection efficiency, negligible dark counts, picosecond timing jitter and MHz photon count rate. Meanwhile, there are great many applications requiring coupling to multi-mode fibers or free space. ‘Classical’ SSPDs with 100-nm-wide superconducting strip and covering area of about 100 µm2 are not suitable for further scaling due to degradation of performance and low fabrication yield. Recently we have demonstrated single-photon counting in micron-wide superconducting bridges and strips. Here we present our approach to the realization of practical photon-counting detectors of large enough area to be efficiently coupled to multi-mode fibers or free space. The detector is either a meander or a spiral of 1-µm-wide strip covering an area of 50x50 µm2. Being operated at 1.7K temperature it demonstrates the saturated detection efficiency (i.e. limited by the absorption in the detector) up to 1550 nm wavelength, about 10 ns dead time and timing jitter in range 50-100 ps.
|
|
|
|
Корнеев, А. А., Окунев, О. В., Чулкова, Г. М., Смирнов, К. В., Милостная, И. И., Минаева, О. В., et al. (2015). Спонтанные и фотоиндуцированные резистивные состояния в узких сверхпроводящих NbN полосках. МПГУ.
Abstract: Монография посвящена актуальной проблеме современной фотоники: разработке высокочувствительных и быстродействующих сверхпроводниковых однофотонных детекторов на основе тонкой пленки NbN. В работе исследуются неравновесные процессы, протекающие в тонкой сверхпроводящей пленке после поглощения инфракрасного фотона и приводящие к возникновению резистивного состояния. На этих процессах основан механизм фотоотклика исследуемого в работе однофотонного детектора. В частности, исследуются зависимости квантовой эффективности и скорости темнового счета от геометрических параметров детектора: толщины пленки, ширины полоски, а также от величины транспортного тока детектора. Монография предназначена для студентов старших курсов, аспирантов и начинающих исследователей, работающих в области сверхпроводниковой наноэлектроники и радиофизики.
|
|
|
|
Smirnov, K., Vachtomin, Y., Divochiy, A., Antipov, A., & Goltsman, G. (2015). The limitation of noise equivalent power by background radiation for infrared superconducting single photon detectors coupled to standard single mode optical fibers. Rus. J. Radio Electron., (5).
Abstract: We investigated the minimum level of the dark count rates and noise equivalent power of superconducting single photon detectors coupled to standard single mode optical fibers. We found that background radiation limits the minimum level of the dark count rates. We also proposed the effective method for reducing background radiation out of the required spectral range of the detector. Measured noise equivalent power of detector reaches 8.9×10-19 W×Hz1/2 at a wavelength of 1.55 μm and quantum efficiency 35%.
|
|
|
|
Смирнов, К. В., Чулкова, Г. М., Вахтомин, Ю. Б., Корнеев, А. А., Окунев, О. В., Дивочий, А. В., et al. (2014). Особенности разогрева и релаксации горячих электронов О-754 в тонкопленочных cверхпроводниковых наноструктурах и 2D полупроводниковых гетероструктурах при поглощении излучения инфракрасного и терагерцового диапазонов. МПГУ.
Abstract: В монографии рассмотрены основные особенности эффекта электронного разогрева в тонких сверхпроводниковых пленках и полупроводниковых гетеропереходах, возникающего при поглощении носителями заряда излучений терагерцового и инфракрасного диапазонов.
Значительная часть монографии посвящена представлению современных достижений при использовании указанного эффекта для создания приемных устройств с рекордными характеристиками: терагерцовых гетеродинных и болометрических приемников на основе сверхпроводниковых и полупроводниковых структур; сверхпроводниковых приемников одиночных ИК фотонов. В работе также подробно рассмотрены основы современной сверхпроводниковой тонкопленочной технологии.
Монография может быть полезна студентам старших курсов, аспирантам и начинающим исследователям, работающим в области физики твердого тела, оптики, радиофизики.
|
|
|
|
Гольцман, Г. Н., Корнеев, А. А., Антипов, А. В., Минаева, О. В., Дивочий, А. В., Антипов, С. В., et al. (2014). Способ фильтрации фонового излучения инфракрасного диапазона.
Abstract: Изобретение относится к способам уменьшения интенсивности фонового излучения инфракрасного диапазона. Способ фильтрации фонового излучения инфракрасного диапазона, падающего на сверхпроводниковый однофотонный детектор, включает передачу излучения инфракрасного диапазона с длиной волны 0,4-1,8 микрометров на сверхпроводниковый однофотонный детектор при помощи одномодового волокна, частично находящегося при температуре 4,0-4,4 К. При этом длина охлаждаемого участка одномодового волокна составляет 0,2-3,5 м. Технический результат заключается в повышении надежности работы фотонных детекторов. 2 з.п. ф-лы.
|
|
|
|
Антипов, А. В., Дивочий, А. В., Вахтомин, Ю. Б., Финкель, М. И., & Смирнов, К. В. (2014). Способ прецизионного позиционирования чувствительного элемента фотонного детектора.
Abstract: Изобретение относится к способам, позволяющим производить совмещение фотонных детекторов относительно оптического излучения. Способ прецизионного позиционирования чувствительного элемента фотонного детектора относительно амплитудно-модулированного оптического излучения включает смещение чувствительного элемента фотонного детектора постоянным током с последующей регистрацией электрического сигнала, возникающего на контактах детектора на частоте модуляции излучения. Полученный при этом сигнал используют как параметр, определяющий качество позиционирования. Обеспечивается повышение технико-эксплуатационных характеристик детектора.
|
|
|
|
Чулкова, Г. М., Корнеев, А. А., Смирнов, К. В., & Окунев, О. В. (2012). Энергетическая релаксация в примесных металлах, двумерном электронном газе в AlGaAs-GaAs, сверхпроводниковых пленках NbN и детекторы субмиллиметрового и ик излучения на их основе. Прометей, МПГУ.
Abstract: Монография посвящена обзору исследований влияния эффектов электронного беспорядка на электронное взаимодействие в металлах, сверхпроводниках, полупроводниках, а также в различных низкоразмерных структурах. Актуальность поднятых в монографии вопросов определяется интенсивным развитием нанотехнологий, созданием новых наноструктурированных материалов и уникальных наноэлементов для электроники и фотоники. Упругое электронное рассеяние на границах наноструктур качественно меняет взаимодействие электронов с фонолами, что, безусловно, должно учитываться при проектировании соответствующей элементной базы. Прикладная часть работы посвящена контролируемой модификации электронных процессов для оптимизации новых наносенсоров на основе электронного разогрева в сверхпроводниковых и полупроводниковых структурах. Монография предназначена для студентов старших курсов, аспирантов и начинающих следователей, работающих в области сверхпроводниковой наноэлектроники.
|
|
|
|
Семенов, А. В., Корнеев, А. А., Лобанов, Ю. В., Корнеева, Ю. П., Рябчун, С. А., Лаврова, О. С., et al. (2012). Поляризация электромагнитной волны вблизи фокуса зеркала и системы зеркал в субтерагерцовом диапазоне частот. Современные проблемы науки и образования, (2).
Abstract: Рассмотрено влияние оптической системы телескопа на поляризацию принимаемого электромагнитного сигнала. Описано изменение поляризации луча при отражении от произвольно ориентированной поверхности зеркала. Учтены искажения поляризации, обусловленные как отклонением лучей от первоначального направления, так и различием в коэффициентах отражения для разных поляризаций в случае неидеального отражения. В рамках метода Френеля получены оценочные формулы, дающие отношение амплитуд поля с исходной поляризацией и с поляризацией, перпендикулярной исходной, вблизи фокальной точки оптической системы. Формулы выведены для нескольких практически важных случаев, в том числе для параболического зеркала и системы двух зеркал. Оценена верхняя граница поляризационных искажений в пределах кружка Эйри. Полученные оценки согласуются с результатами численного расчёта для двухзеркального радиотелескопа субтерагерцового диапазона.
|
|
|
|
Semenov, A. V., Devyatov, I. A., Korneev, A. A., Smirnov, K. V., Goltsman, G. N., & Melnikov, A. P. (2012). Derivation of expression for thermodynamic potential of “dirty” superconductor. Rus. J. Radio Electron., (4).
Abstract: We derive a formula for thermodynamic potential of dirty superconductor which express it via isotropic quasiclassical Green functions of Usadel theory. Our result allows unify description of dynamic processes and fluctuations in superconducting nano-electronic devices.
|
|
|
|
Korneeva, Y. P., Trifonov, A. V., Vakhtomin, Y. B., & Smirnov, K. V. (2011). Design of resonator for superconducting single-photon detector. Rus. J. Radio Electron., (12).
Abstract: A resonator for superconducting single-photon detector is designed. Near 60% coupling with a radiation propagating from a dielectric substrate of optical fiber is demonstrated to be achieved for typical values of the detector’s film sheet resistance.
|
|
