Marsili, F., Bitauld, D., Fiore, A., Gaggero, A., Leoni, R., Mattioli, F., et al. (2009). Superconducting parallel nanowire detector with photon number resolving functionality. J. Modern Opt., 56(2-3), 334–344.
Abstract: We present a new photon number resolving detector (PNR), the Parallel Nanowire Detector (PND), which uses spatial multiplexing on a subwavelength scale to provide a single electrical output proportional to the photon number. The basic structure of the PND is the parallel connection of several NbN superconducting nanowires (100 nm-wide, few nm-thick), folded in a meander pattern. Electrical and optical equivalents of the device were developed in order to gain insight on its working principle. PNDs were fabricated on 3-4 nm thick NbN films grown on sapphire (substrate temperature TS=900C) or MgO (TS=400C) substrates by reactive magnetron sputtering in an Ar/N2 gas mixture. The device performance was characterized in terms of speed and sensitivity. The photoresponse shows a full width at half maximum (FWHM) as low as 660ps. PNDs showed counting performance at 80 MHz repetition rate. Building the histograms of the photoresponse peak, no multiplication noise buildup is observable and a one photon quantum efficiency can be estimated to be QE=3% (at 700 nm wavelength and 4.2 K temperature). The PND significantly outperforms existing PNR detectors in terms of simplicity, sensitivity, speed, and multiplication noise.
|
Шангина, Е. Л., Смирнов, К. В., Морозов, Д. В., Ковалюк, В. В., Гольцман, Г. Н., Веревкин, А. А., et al. (2010). Полоса и потери преобразования полупроводникового смесителя с фононным каналом охлаждения двумерных электронов. Физика и техника полупроводников, 44(11), 1475–1478.
Abstract: Методом субмиллиметровой спектроскопии с высоким временным разрешением измерены температурная и концентрационная зависимости полосы преобразования смесителей терагерцового диапазона AlGaAs/GaAs на разогреве двумерных электронов с фононным каналом их охлаждения. Полоса преобразования на уровне 3 дБ (f3 dB) при 4.2 K при изменении концентрации ns варьируется в пределах 150-250 МГц в соответствии со степенным законом f3 dB propto ns-0.5, что соответствует доминирующему механизму рассеяния на пьезоэлектрических фононах. Минимальное значение коэффициента потерь преобразования полупроводникового смесителя достигается в структурах с высокой подвижностью носителей mu>3·105 см2/В·с при 4.2 K.
|
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.
|
Ozhegov, R. V., Gorshkov, K. N., Gol'tsman, G. N., Kinev, N. V., & Koshelets, V. P. (2011). The stability of a terahertz receiver based on a superconducting integrated receiver. Supercond. Sci. Technol., 24(3), 035003.
Abstract: We present the results of stability testing of a terahertz radiometer based on a superconducting receiver with a SIS tunnel junction as the mixer and a flux-flow oscillator as the local oscillator. In the continuum mode, the receiver with a noise temperature of 95 K at 510 GHz measured over the intermediate frequency (IF) passband of 4-8 GHz offered a noise equivalent temperature difference of 10 ± 1 mK at an integration time of 1 s. We offer a method to significantly increase the integration time without the use of complex measurement equipment. The receiver observed a strong signal over a final detection bandwidth of 4 GHz and offered an Allan time of 5 s.
|
