|
|
Goltsman, G. N. (2009). Ultrafast nanowire superconducting single-photon detector with photon number resolving capability. In Y. Arakawa, M. Sasaki, & H. Sotobayashi (Eds.), Proc. SPIE (Vol. 7236, 72360D (1 to 11)). SPIE.
Abstract: In this paper we present a review of the state-of-the-art superconducting single-photon detector (SSPD), its characterization and applications. We also present here the next step in the development of SSPD, i.e. photon-number resolving SSPD which simultaneously features GHz counting rate. We have demonstrated resolution up to 4 photons with quantum efficiency of 2.5% and 300 ps response pulse duration providing very short dead time.
|
|
|
|
Ozhegov, R. V., Smirnov, A. V., Vakhtomin, Y. B., Smirnov, K. V., Divochiy, A. V., & Goltsman, G. N. (2009). Ultrafast superconducting bolometer receivers for terahertz applications. In Proc. PIERS (867). 777 Concord Avenue, Suite 207 Cambridge, MA 02138: The Electromagnetics Academy.
Abstract: The research by the group of Moscow State Pedagogical University into the hot-electron phenomena in thin superconducting films has led to the development of new types of detectors and their use both in fundamental and applied studies. In this paper, we present the results of testing the terahertz HEB receiver systems based on ultrathin (∼ 4 nm) NbN and MoRe detectors with a response time of 50 ps and 1 ns, respectively. We have developed three types of devices which differ in the way a terahertz signal is coupled to the detector and cover the following ranges: 0.3–3 THz, 0.1–30 THz and 25–70 THz. In the case of the receiving system optimized for 0.3–3 THz, the sensitive element (a strip of asuperconductor with planar dimensions of 0.2μm (length) by 1.7μm (width)) was integrated witha planar broadband log-spiral antenna. For additional focusing ofthe incident radiation a silicon hyperhemispherical lens was used. For the 0.1–30 THz receivingsystem, the sensitive element was patterned as parallel strips(2μm wide each) filling an area of 500×500μm2with a filling factor of 0.5. In the receivingsystem of this type we used direct coupling of the incident radiation to the sensitive element. Inthe 25–70 THz range (detector type 2/2a in Table 1) we used a square-shaped superconductingdetector with planar dimensions of 10×10μm2. Incident radiation was coupled to the detectorwith the use of a germanium hyperhemispherical lens.The response time of the above receiving systems is determined by the cooling rate of the hotelectrons in the film. That depends on the electron-phonon interaction time, which is less forultrathin NbN than in MoRe.
|
|
|
|
Goltsman, G., Korneev, A., Divochiy, A., Minaeva, O., Tarkhov, M., Kaurova, N., et al. (2009). Ultrafast superconducting single-photon detector. J. Modern Opt., 56(15), 1670–1680.
Abstract: The state-of-the-art of the NbN nanowire superconducting single-photon detector technology (SSPD) is presented. The SSPDs exhibit excellent performance at 2 K temperature: 30% quantum efficiency from visible to infrared, negligible dark count rate, single-photon sensitivity up to 5.6 µm. The recent achievements in the development of GHz counting rate devices with photon-number resolving capability is presented.
|
|
|
|
Hu, X., Dauler, E. A., Kerman, A. J., Yang, J. K. W., White, J. E., Herder, C. H., et al. (2009). Using surface plasmons to enhance the speed and efficiency of superconducting nanowire single-photon detectors. In Proceedings of the Conference on Lasers and Electro-Optics, 2009 and 2009 Conference on Quantum electronics and Laser Science Conference (pp. 1–2).
Abstract: We report our design and fabrication of superconducting nanowire single-photon detectors integrated with gold plasmonic nanostructures, which can enhance the absorption of TM-polarized light, and can enlarge the effective area without sacrificing detector speed.
|
|
|
|
Минаева, О. В. (2009). Быстродействующий однофотонный детектор на основе тонкой сверхпроводниковой пленки NbN. Ph.D. thesis, , .
|
|
|
|
Смирнов, А. В. (2009). Исследование полосы преобразования терагерцовых смесителей на эффекте электронного разогрева в NbZr, NbN и в одиночном гетеропереходе AlGaAs/GaAs.
|
|
|
|
Рябчун, С. А., Третьяков, И. В., Пентин, И. В., Каурова, Н. С., Селезнев, В. А., Воронов, Б. М., et al. (2009). Малошумящий широкополосный терагерцовый смеситель на эффекте электронного разогрева в плёнке NbN. Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 52(8), 641–648.
Abstract: Разработан и исследован смеситель на горячих электронах, изготовленный из двуслойной плёнки NbN-Au, осаждённой на кремневую подложку in situ. Двухполосная шумовая температура устройства составила 750 К на частоте 2.5 ТГц. Измерения эффективности преобразования для смесителя длиной 0.112 мкм вблизи температуры сверхпроводящего перехода показали полосу промежуточных частот около 6.5 ГГц. Эти результаты являются рекордными и были получены за счёт улучшения контактов между чувствительным элементом и спиральной антенной при замене технологического маршрута с нанесением слоёв NbN и Au в отдельных процессах на технологический процесс, в котором данные слои наносятся in situ без нарушения вакуума.
|
|
|
|
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).
|
|
|
|
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.
|
|
|
|
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.
|
|
