Pernice, W., Schuck, C., Li, M., Goltsman, G. N., Sergienko, A. V., & Tang, H. X. (2011). High speed travelling wave single-photon detectors with near-unity quantum efficiency. arXiv, , 1–14.
Abstract: Ultrafast, high quantum efficiency single photon detectors are among the most sought-after elements in modern quantum optics and quantum communication. Close-to-unity photon detection efficiency is essential for scalable measurement-based quantum computation, quantum key distribution, and loophole-free Bell experiments. However, imperfect modal matching and finite photon absorption rates have usually limited the maximum attainable detection efficiency of single photon detectors. Here we demonstrate a superconducting nanowire detector atop nanophotonic waveguides and achieve single photon detection efficiency up to 94% at telecom wavelengths. Our detectors are fully embedded in a scalable, low loss silicon photonic circuit and provide ultrashort timing jitter of 18ps at multi-GHz detection rates. Exploiting this high temporal resolution we demonstrate ballistic photon transport in silicon ring resonators. The direct implementation of such a detector with high quantum efficiency, high detection speed and low jitter time on chip overcomes a major barrier in integrated quantum photonics.
|
Manova, N. N., Korneeva, Y. P., Korneev, A. A., Slysz, W., Voronov, B. M., & Gol'tsman, G. N. (2011). Superconducting NbN single-photon detector integrated with quarter-wave resonator. Tech. Phys. Lett., 37(5), 469–471.
Abstract: The spectral dependence of the quantum efficiency of superconducting NbN single-photon detectors integrated with quarter-wave resonators based on Si3N4, SiO2, and SiO layers has been studied.
|
Dauler, E., Kerman, A., Robinson, B., Yang, J., Voronov, B., Goltsman, G., et al. (2009). Photon-number-resolution with sub-30-ps timing using multi-element superconducting nanowire single photon detectors. J. Modern Opt., 56(2), 364–373.
Abstract: A photon-number-resolving detector based on a four-element superconducting nanowire single photon detector is demonstrated to have sub-30-ps resolution in measuring the arrival time of individual photons. This detector can be used to characterize the photon statistics of non-pulsed light sources and to mitigate dead-time effects in high-speed photon counting applications. Furthermore, a 25% system detection efficiency at 1550 nm was demonstrated, making the detector useful for both low-flux source characterization and high-speed photon-counting and quantum communication applications. The design, fabrication and testing of this detector are described, and a comparison between the measured and theoretical performance is presented.
|
Третьяков, И. В., Рябчун, С. А., Каурова, Н. С., Ларионов, П. А., Лобастова, А. А., Воронов, Б. М., et al. (2010). Оптимальная поглощенная мощность гетеродина для терагерцового сверхпроводникового NbN смесителя на электронном разогреве. Письма в ЖТФ, 36(23), 78–84.
Abstract: Представлены результаты измерений поглощенной мощности гетеродина малошумящим широкополосным смесителем на эффекте электронного разогрева в резистивном состоянии сверхпроводниковой ультратонкой пленки NbN. Оптимальная поглощенная мощность гетеродина составила около 100 nW на частоте 2.5 THz.
|
Ожегов, Р. В., Горшков, К. Н., Окунев, О. В., & Гольцман, Г. Н. (2010). Сверхпроводниковый смеситель на эффекте электронного разогрева как элемент матрицы системы построения тепловых изображений. Письма в ЖТФ, 36(21), 70–78.
Abstract: Исследована возможность использования матрицы чувствительных элементов на гиперполусферической линзе диаметром 12 mm в тепловизоре терагерцевого диапазона частот. Получены размеры области на линзе, приемлемой для расположения матрицы, в которой шумовая температура приемника меняется в пределах 16% от средней. Диаметр этой области составил 3.3% диаметра линзы.Получены отклонения основного лепестка диаграммы направленности, которые составили ±1.25â—<a6> от направления с оптимальным положением смесителя. Флуктуационная чувствительность приемника в эксперименте составила 0.5 K на частоте 300 GHz.
|
