|
|
Смирнов, К. В., Вахтомин, Ю. Б., Смирнов, А. В., Ожегов, Р. В., Пентин, И. В., Дивочий, А. В., et al. (2010). Приемники терагерцового и инфракрасного диапазонов, основанные на тонкопленочных сверхпроводниковых наноструктурах. Вестник НГУ. Серия: Физика, 5(4).
Abstract: В работе представлены результаты разработки и создания чувствительных и ультрабыстрых приемников, основанных на тонкопленочных сверхпроводниковых наноструктурах: болометрах на эффекте электронного разогрева (HEB – hot-electron bolometer) и детекторах одиночных фотонов видимого и инфракрасного диапазонов волн (SSPD – superconducting singe-photon detector). Представлены основные принципы работы сверхпроводниковых устройств, технология создания и конструкционные особенности приемников, их основные типы и характеристики. Достигнутые рекордные значения параметров приемных систем позволяют использовать созданные приборы при решении различных научно-исследовательских задач в ближнем, среднем и дальнем ИК диапазонах волн.
This work presents the results of the development and fabrication of sensitive and ultrafast detectorsbased on thin film superconducting nanostructures: hot-electron bolometers (HEBs) and visible and infrared superconducting singe photon detectors (SSPDs). The main operational principles of the superconducting devices are presentedas well as the technology of fabrication of the detectors and their main types and parameters. The achieved record parameters of the detectors allow application of the fabricated devices to solution of various research problems in the near, middle and far IR ranges.
|
|
|
|
Мошкова, М. А., Дивочий, А. В., Морозов, П. В., Золотов, Ф. И., Вахтомин, Ю. Б., & Смирнов, К. В. (2018). Высокоэффективные NBN однофотонные детекторы с разрешением числа фотонов. In Сборн. науч. труд. VII международн. конф. по фотонике и информац. опт. (pp. 400–401).
Abstract: Разработаны и исследованы сверхпроводниковые однофотонные детекторы, способные к разрешению до 3-х фотонов в коротком импульсе излучения и имеющие квантовую эффективность детектирования одиночных фотонов ~60% на длине волны lambda=1.55 мкм. Проведенная модернизация технологии изготовления детекторов, позволила получить приемные устройства с мультифотонной квантовой эффективностью, приближающейся к расчетным значениям.
|
|
|
|
Симонов, Н. О., Флоря, И. Н., Корнеева, Ю. П., Корнеев, А. А., & Гольцман, Г. Н. (2018). Однофотонный отклик в тонких сверхпроводящих MoNx пленках. In Сборн. науч. труд. VII международн. конф. по фотонике и информац. опт. (pp. 408–409).
Abstract: Продемонстрирован однофотонный отклик, при токе близком к критическому, в MoNx сверхпроводящих полосках шириной 70-104 нм. MoNx детекторы, имеющие коэффициент диффузии D≈0.32 см2/с и время электрон-фононного взаимодействия ηe-ph≈300 пс, достигают квантовой эффективности QE≈20% на длине волны λ=1550 нм. Возможность реализации однофотонного детектора в данном материале, подтверждает существующую теорию вихревого механизма возникновения фотоотклика в узких сверхпроводящих полосках.
|
|
|
|
Золотов, Ф. И., Дивочий, А. В., Вахтомин, Ю. Б., Пентин, И. В., Морозов, П. В., Селезнев, В. А., et al. (2018). Применение тонких сверхпроводниковых пленок нитрида ванадия для изготовления счетчиков одиночных ИК-фотонов. In Сборн. науч. труд. VII международн. конф. по фотонике и информац. опт. (pp. 60–61).
Abstract: Получены первые результаты по применению сверхпроводниковых пленок нитрида ванадия (VN) для детекторов одиночных фотонов ИК-диапазона. Изучение сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD), изготовленных на основе ультратонких (~5 нм) пленок VN, показало возможность создания устройств с близкой к насыщению зависимостью квантовой эффективности от тока смещения детекторов в телекоммуникационном диапазоне длин волн. Также нами были исследованы кинетическая индуктивность изготовленных структур с различной длиной сверхпроводниковой полоски и времена релаксации электронов в тонких сверхпроводниковых пленках VN.
|
|
|
|
Корнеева, Ю. П., Флоря, И. Н., Корнеев, А. А., & Гольцман, Г. Н. (2010). Cверхпроводящий однофотонный детектор для дальнего ИК диапазона длин волн. In Науч. сессия НИЯУ МИФИ (pp. 46–47).
Abstract: Мы представляем быстродействующий сверхпроводниковый однофотонный детектор (SSPD) для дальнего инфракрасного диапазона на основе ультратонкой монокристаллической пленки NbN толщиной 3 нм, состоящий из параллельных полосок. QE на длине волны 1,5.μм и 1,3 μм для предложенного SSPD практически одинаковы. SSPD показывает отклик длительностью 200 пс, что открывает путь к детекторам, обладающим скоростью счета свыше 1 ГГц.
|
|
|
|
Манова, Н. Н., Корнеева, Ю. П., & Корнеев, А. А., Гольцман, Г. Н. (2010). Cверхпроводящий однофотонный детектор, интегрированный с оптическим резонатором. In Науч. сессия НИЯУ МИФИ (pp. 92–93).
|
|
|
|
Елезов, М. С., Корнеев, А. А., Дивочий, А. В., & Гольцман, Г. Н. (2009). Сверхпроводящие однофотонные детекторы с разрешением числа фотонов. In Науч. сессия МИФИ (pp. 47–58).
|
|
|
|
Флоря, И. Н. (2009). Ультрабыстрый однофотонный детектор для оптических применений. In Науч. сессия МИФИ (pp. 45–46).
Abstract: Представлен сверхпроводниковый однофотонный детектор (SSPD) на основе ультратонкой пленки NbN, обладающий рекордным быстродействием. Активный элемент выполнен в виде N сверхпроводящих полосок соединенных параллельно, покрывающих площадку размером 10 мкм х 10 мкм. Для SSPD с N=12 длительность импульса напряжения составляет 200 пс. Полученные результаты открывают путь к детекторам обладающими скоростью счета свыше 1 ГГц, что делает SSPDs весьма привлекательными во многих применениях, в частности для квантовой криптографии. SSPD хорошо согласуется с оптоволокном и легко может быть интегрирован в полностью готовую для работы приемную систему.
|
|
|
|
Korneev, A., Minaeva, O., Rubtsova, I., Milostnaya, I., Chulkova, G., Voronov, B., et al. (2005). Superconducting single-photon ultrathin NbN film detector. Quantum Electronics, 35(8), 698–700.
Abstract: Superconducting single-photon ultrathin NbN film detectors are studied. The development of manufacturing technology of detectors and the reduction of their operating temperature down to 2 K resulted in a considerable increase in their quantum efficiency, which reached in the visible region (at 0.56 μm) 30%—40%, i.e., achieved the limit determined by the absorption coefficient of the film. The quantum efficiency exponentially decreases with increasing wavelength, being equal to ~20% at 1.55 μm and ~0.02% at 5 μm. For the dark count rate of ~10-4s-1, the experimental equivalent noise power was 1.5×10-20 W Hz-1/2; it can be decreased in the future down to the record low value of 5×10-21 W Hz-1/2. The time resolution of the detector is 30 ps.
|
|
|
|
Смирнов, К. В. (2009). Создание приборов на сверхпроводниковых счетчиках фотонов и методов диагностики КМОП микросхем, гетероструктур и лазеров на квантовых точках. Министерство образования и науки РФ.
Abstract: Этап №1 (дата окончания: 30.09.2009)
Разработана методика изготовления сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD) с монокристаллической структурой пленки сверхмалой толщины. Изготовлены экспериментальные образцы сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD). Разработана методика пакетирования сверхпроводникового однофотонного детектора в оптический узел с одномодовым оптоволокном. Изготовлены экспериментальные образцы приемных модулей на основе однофотонных сверхпроводниковых детекторов из NbN-нанопленок.
Этап №2 (дата окончания: 28.10.2009)
Разработаны методы диагностики КМОП микросхем, гетероструктур и лазеров на квантовых точках и методика измерения мощности излучения полупроводниковых лазеров на квантовых точках с использованием сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD). Проведена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов.
|
|
|
|
Ryabchun, S., Smirnov, A., Pentin, I., Vakhtomin, Y., Smirnov, K., Kaurova, N., et al. (2011). Superconducting single photon detector integrated with optical cavity. In Proc. MLPLIT (pp. 143–145). Modern laser physics and laser-information technologies for science and manufacture.
|
|
|
|
Slysz, W., Wegrzecki, M., Papis, E., Gol'tsman, G. N., Verevkin, A., & Sobolewski, R. (2004). A method of optimization of the NbN superconducting single-photon detector (Vol. 36).
|
|
|
|
Korneev, A., Divochiy, A., Tarkhov, M., Minaeva, O., Seleznev, V., Kaurova, N., et al. (2008). Superconducting NbN-nanowire single-photon detectors capable of photon number resolving. In Supercond. News Forum.
Abstract: We present our latest generation of ultra-fast superconducting NbN single-photon detectors (SSPD) capable of photon-number resolving (PNR). The novel SSPDs combine 10 μm x 10 μm active area with low kinetic inductance and PNR capability. That resulted in significantly reduced photoresponse pulse duration, allowing for GHz counting rates. The detector’s response magnitude is directly proportional to the number of incident photons, which makes this feature easy to use. We present experimental data on the performance of the PNR SSPDs. These detectors are perfectly suited for fibreless free-space telecommunications, as well as for ultra-fast quantum cryptography and quantum computing.
|
|
|
|
Goltsman, G. (2009). Superconducting NbN hot-electron bolometer mixer, direct detector and single-photon counter: from devices to systems.
|
|
|
|
Zolotov, P., Divochiy, A., Korneeva, Y., Vakhtomin, Y., Seleznev, V., & Smirnov, K. (2015). Capability investigation of superconducting single-photon detectors, optimized for 800–1200 nm spectrum range.
|
|
