|
|
Moshkova, M., Divochiy, A., Morozov, P., Vakhtomin, Y., Antipov, A., Zolotov, P., et al. (2019). High-performance superconducting photon-number-resolving detectors with 86% system efficiency at telecom range. J. Opt. Soc. Am. B, 36(3), B20.
Abstract: The use of improved fabrication technology, highly disordered NbN thin films, and intertwined section topology makes it possible to create high-performance photon-number-resolving superconducting single-photon detectors (PNR SSPDs) that are comparable to conventional single-element SSPDs at the telecom range. The developed four-section PNR SSPD has simultaneously an 86±3% system detection efficiency, 35 cps dark count rate, ∼2 ns dead time, and maximum 90 ps jitter. An investigation of the PNR SSPD’s detection efficiency for multiphoton events shows good uniformity across sections. As a result, such a PNR SSPD is a good candidate for retrieving the photon statistics for light sources and quantum key distribution systems.
|
|
|
|
Feautrier, P., le Coarer, E., Espiau de Lamaestre, R., Cavalier, P., Maingault, L., Villégier, J. - C., et al. (2008). High-speed superconducting single photon detectors for innovative astronomical applications. In J. Phys.: Conf. Ser. (Vol. 97, 10).
Abstract: Superconducting Single Photon Detectors (SSPD) are now mature enough to provide extremely interesting detector performances in term of sensitivity, speed, and geometry in the visible and near infrared wavelengths. Taking advantage of recent results obtained in the Sinphonia project, the goal of our research is to demonstrate the feasibility of a new family of micro-spectrometers, called SWIFTS (Stationary Wave Integrated Fourier Transform Spectrometer), associated to an array of SSPD, the whole assembly being integrated on a monolithic sapphire substrate coupling the detectors array to a waveguide injecting the light. This unique association will create a major breakthrough in the domain of visible and infrared spectroscopy for all applications where the space and weight of the instrument is limited. SWIFTS is an innovative way to achieve very compact spectro-detectors using nano-detectors coupled to evanescent field of dielectric integrated optics. The system is sensitive to the interferogram inside the dielectric waveguide along the propagation path. Astronomical instruments will be the first application of such SSPD spectrometers. In this paper, we describes in details the fabrication process of our SSPD built at CEA/DRFMC using ultra-thin NbN epitaxial films deposited on different orientations of Sapphire substrates having state of the art superconducting characteristics. Electron beam lithography is routinely used for patterning the devices having line widths below 200 nm and down to 70 nm. An experimental set-up has been built and used to test these SSPD devices and evaluate their photon counting performances. Photon counting performances of our devices have been demonstrated with extremely low dark counts giving excellent signal to noise ratios. The extreme compactness of this concept is interesting for space spectroscopic applications. Some new astronomical applications of such concept are proposed in this paper.
|
|
|
|
Семенов, А. В., Девятов, И. А., Рябчун, С. А., Масленников, С. Н., Масленникова, А. С., Ларионов, П. А., et al. (2011). Поглощение терагерцового электромагнитного излучения в “грязной” сверхпроводниковой пленке при произвольном виде спектральных функций. Ж. Радиоэлектрон., 10, 7.
Abstract: A problem of absorption of high-frequency electromagnetic field in dirty superconductor is treated within Keldysh technic. Expression for the source term in the kinetic equation for quasiparticle distribution function is derived. The result is significant for deriving a consistent microscopic theory of superconducting detectors for terahertz frequency range, perspective detectors on kinetic inductance of current-biased superconducting strip and on Josephson inductance of tunnel.
В технике Келдыша рассмотрена задача о поглощении мощности высокочастотного электромагнитного поля в сверхпроводнике, удовлетворяющем условию грязного предела. Получено выражение для члена источника в кинетическом уравнении для функции распределения квазичастиц, справедливое при произвольном виде спектральных функций. Этот результат имеет значение для развития последовательной микроскопической теории сверхпроводниковых детекторов излучения терагерцового диапазона, в частности, перспективных детекторов на кинетической индуктивности смещённой током сверхпроводниковой полоски и джозефсоновской индуктивности туннельного контакта.
|
|
|
|
Чулкова, Г. М., Семенов, А. В., Корнеев, А. А., Кардакова, А. И., Аверьев, Н. В., Ан, П. П., et al. (2011). Спектральная чувствительность сверхпроводникового однофотонного детектора. Ж. радиоэлектрон., 11, 5.
Abstract: We consider quantum efficiency dependence on photons' energy from hot spot model. Direction of quasiparticles diffusion drive across superconductive film. The maximal quantum efficiency is proportional to a probability of photon absorption. The spectral sensitivity of superconductive single photon detector does not have clearly expressed red limit. Changing regimes of work depends on a wavelength we can get high values of quantum efficiency in visible and infrared range which will be specified by the quality of fabrication of detectors and their consistency with the radiation.
Key words: superconducting single-photon detector, SSPD, quantum efficiency, spectral sensitivity.
В статье представлена зависимость квантовой эффективности от энергии фотона в рамках модели горячего пятна. Диффузия квазичастиц происходит в основном перпендикулярно направлению тока в областях с максимальной плотностью тока. Максимальная квантовая эффективность детектора пропорциональна вероятности поглощения фотона. Несмотря на квантовый характер работы сверхпроводникового однофотонного детектора, он не имеет четко выраженной красной границы. Изменяя режим работы в зависимости от длины волны можно в видимом и инфракрасном диапазонах получать высокие значения квантовой эффективности, которые будут определяться лишь качеством изготовления детекторов и степенью их согласования с излучением.
|
|
|
|
Семенов, А. В., Девятов, И. А., Третьяков, И. В., Лобанов, Ю. В., Ожегов, Р. В., Петренко, Д. В., et al. (2011). Вывод уравнения типа уравнения гинзбурга-ландау для нанопроволоки вблизи критического магнитного поля. Ж. радиоэлектроники, 11, 4.
Abstract: Nonlinear Ginzburg-Landau equation for dirty supercondicting 1D wire is derived in the limit of high magnetic field.
В пределе больших магнитных полей выведено нелинейное уравнение Гинзбурга-Ландау, описывающее состояние одномерной «грязной» нанопроволоки.
|
|
|
|
Васильева, И. А., Компанеец, В. В., Красная, Ж. А., & Чижикова, З. А. (2011). Проявление внутримолекулярных вибронных взаимодействий в тонкоструктурных спектрах флуоресценции и возбуждения флуоресценции полиеновых δ-диметиламинокетонов. Опт. ж., 78(5), 3–8.
Abstract: Проведен вибрационный анализ спектров флуоресценции и возбуждения флуоресценции, полученных методом Шпольского при 4,2 K. Рассчитаны параметры внутримолекулярных взаимодействий двух δ-диметиламинокетонов. Для определения интегральных интенсивностей вибронных полос в спектрах с тонкой структурой на интенсивном сплошном фоне выполнено моделирование спектров путем представления полосы каждого из вибронных переходов бесфононной линией и фононным крылом с определенными параметрами (полуширинами, фактором Дебая–Валлера). Показано, что нарушение зеркальной симметрии в сопряженных спектрах флуоресценции и возбуждения флуоресценции этих двух соединений может быть обÑŠяснено интерференцией франк-кондоновского и герцберг-теллеровского взаимодействий.
|
|
|
|
Гальперин, Ю. М., Гершензон, Е. М., Дричко, И. Л., & Литвак-Горская, Л. Б. (1990). Кинетические явления в компенсированном n-InSb при низких температурах. Физика и техника полупроводников, 24(1), 3–24.
Abstract: Представлен обзор результатов цикла исследований природы электропроводности предельно очищенных образцов антимонида индия n-типа. Рассмотрены способы определения концентрации доноров и степени компенсации в этом материале, обсуждается роль свободных и локализованных на донорах электронов в электропроводности при гелиевых температурах. Обсуждение основано на анализе результатов исследования гальваномагнитных явлений, поглощения СВЧ излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов и ультразвука. Рассмотрены способы определения характеристик материала на основе комплекса результатов, полученных с помощью указанных методов. Обсуждается также фотопроводимость по примесям в n-InSb.
|
|
|
|
Moshkova, M. A., Morozov, P. V., Antipov, A. V., Vakhtomin, Y. B., & Smirnov, K. V. (2021). High-efficiency multi-element superconducting single-photon detector. In I. Prochazka, M. Štefaňák, R. Sobolewski, & A. Gábris (Eds.), Proc. SPIE (Vol. 11771, pp. 2–8). SPIE.
Abstract: We present the result of the creation and investigation of the multi-element superconducting single photon detectors, which can recognize the number of photons (up to six) in a short pulse of the radiation at telecommunication wavelengths range. The best receivers coupled with single-mode fiber have the system quantum efficiency of ⁓85%. The receivers have a 100 ps time resolution and a few nanoseconds dead time that allows them to operate at megahertz counting rate. Implementation of the multi-element architecture for creation of the superconducting single photon detectors with increased sensitive area allows to create the high efficiency receivers coupled with multi-mode fibers and with preserving of the all advantages of superconducting photon counters.
|
|
|
|
Cao, A., Jiang, L., Chen, S. H., Antipov, S. V., & Shi, S. C. (2007). IF gain bandwidth of a quasi-optical NbN superconducting HEB mixer. In Proc. International conference on microwave and millimeter wave technology (pp. 1–3). Builin.
Abstract: In this paper, the intermediate frequency (IF) gain bandwidth of a quasi-optical NbN superconducting hot-electron bolometer (HEB) mixer is investigated at 500 GHz with an IF system incorporating with a frequency down-converting scheme which is able to sweep the IF signal in a frequency range of 0.3-4 GHz. The IF gain bandwidth of the device is measured to be 1.5 GHz when it is biased at a voltage of the minimum noise temperature, and becomes larger when the bias voltage increases.
|
|
|
|
Maslennikov, S. (2014). RF heating efficiency of the terahertz superconducting hot-electron bolometer. arXiv, 1404.5276, arXiv:1404.5276. Retrieved June 9, 2024, from http://arxiv.org/abs/1404.5276
Abstract: We report results of the numerical solution by the Euler method of the system of heat balance equations written in recurrent form for the superconducting hot-electron bolometer (HEB) embedded in an electrical circuit. By taking into account the dependence of the HEB resistance on the transport current we have been able to calculate rigorously the RF heating efficiency, absorbed local oscillator (LO) power and conversion gain of the HEB mixer. We show that the calculated conversion gai nis in excellent agreement with the experimental results, and that the substitution of the calculated RF heating efficiency and absorbed LO power into the expressions for the conversion gain and noise temperature given by the analytical small-signal model of the HEB yields excellent agreement with the corresponding measured values
Keywords: superconducting hot-electron bolometer mixer, HEB, NbN, distributed model, HEB model, HEB mixer model, heat balance equa-tions, conversion gain, RF heating efficiency, noise temperature, simulation, Euler method
|
|
