Ozhegov, R. V., Gorshkov, K. N., Vachtomin, Y. B., Smirnov, K. V., Finkel, M. I., Goltsman, G. N., et al. (2014). Terahertz imaging system based on superconducting heterodyne integrated receiver. In C. Corsi, & F. Sizov (Eds.), Proc. THz and Security Applications (pp. 113–125). Dordrecht: Springer Netherlands.
Abstract: The development of terahertz imaging instruments for security systems is on the cutting edge of terahertz technology. We are developing a THz imaging system based on a superconducting integrated receiver (SIR). An SIR is a new type of heterodyne receiver based on an SIS mixer integrated with a flux-flow oscillator (FFO) and a harmonic mixer which is used for phase-locking the FFO. Employing an SIR in an imaging system means building an entirely new instrument with many advantages compared to traditional systems.
In this project we propose a prototype THz imaging system using an 1 pixel SIR and 2D scanner. At a local oscillator frequency of 500 GHz the best noise equivalent temperature difference (NETD) of the SIR is 10 mK at an integration time of 1 s and a detection bandwidth of 4 GHz. The scanner consists of two rotating flat mirrors placed in front of the antenna consisting of a spherical primary reflector and an aspherical secondary reflector. The diameter of the primary reflector is 0.3 m. The operating frequency of the imaging system is 600 GHz, the frame rate is 0.1 FPS, the scanning area is 0.5 × 0.5 m2, the image resolution is 50 × 50 pixels, the distance from an object to the scanner was 3 m. We have obtained THz images with a spatial resolution of 8 mm and a NETD of less than 2 K.
|
Ozhegov, R., Elezov, M., Kurochkin, Y., Kurochkin, V., Divochiy, A., Kovalyuk, V., et al. (2014). Quantum key distribution over 300. In A. A. Orlikovsky (Ed.), Proc. SPIE (Vol. 9440, 1F (1 to 9)). SPIE.
Abstract: We discuss the possibility of polarization state reconstruction and measurement over 302 km by Superconducting Single- Photon Detectors (SSPDs). Because of the excellent characteristics and the possibility to be effectively coupled to singlemode optical fiber many applications of the SSPD have already been reported. The most impressive one is the quantum key distribution (QKD) over 250 km distance. This demonstration shows further possibilities for the improvement of the characteristics of quantum-cryptographic systems such as increasing the bit rate and the quantum channel length, and decreasing the quantum bit error rate (QBER). This improvement is possible because SSPDs have the best characteristics in comparison with other single-photon detectors. We have demonstrated the possibility of polarization state reconstruction and measurement over 302.5 km with superconducting single-photon detectors. The advantage of an autocompensating optical scheme, also known as “plugandplay” for quantum key distribution, is high stability in the presence of distortions along the line. To increase the distance of quantum key distribution with this optical scheme we implement the superconducting single photon detectors (SSPD). At the 5 MHz pulse repetition frequency and the average photon number equal to 0.4 we measured a 33 bit/s quantum key generation for a 101.7 km single mode ber quantum channel. The extremely low SSPD dark count rate allowed us to keep QBER at 1.6% level.
|
Averkin, A. S., Shishkin, A. G., Chichkov, V. I., Voronov, B. M., Goltsman, G. N., Karpov, A., et al. (2014). Tunable frequency-selective surface based on superconducting split-ring resonators. In 8th Metamaterials.
Abstract: We study a possibility to use the 2D superconducting metamaterial as a tunable frequency-selective surface (FSS). The proposed FSS is made of sub-wavelength size (l/14) metamaterial unit cells, where a split-ring resonator is embedded in a small iris aperture in a metal plane. The split-ring resonator is made of NbN film, and its resonance frequency is tuned by the temperature of the sample, changing the kinetic inductance of NbN film. The Ansoft HFSS simulation predicts the FSS tuning range of about 10-20 %. The developed superconducting FSS may be used as a tunable band-pass filter or modulator.
|
Селиверстов, С. В., Финкель, М. И., Рябчун, С. А., Воронов, Б. М., Каурова, Н. С., Селезнев, В. А., et al. (2014). Терагерцевый сверхпроводниковый детектор с аттоджоулевым энергетическим разрешением и постоянной времени 25 пс. In Труды XVIII международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника» (Vol. 1, pp. 91–92).
Abstract: Представлены результаты измерения энергетического разрешения терагерцевого сверхпроводникового NbN-детектора на эффектеэлектронного разогрева, работающего при температуре около 10 К. Использование инновационной in situ технологии производства привело к существенному улучшению чувствительности детектора. Увеличение быстродействия детектора было достигнуто за счет реализации дополнительного диффузионного канала охла-ждения электронной подсистемы. Измеренное значение эквивалентной мощности шума на частоте 2.5 ТГц составило 2.0×10-13Вт•Гц-0.5, постоянной времени 25 пс. Соответствующее расчетное значение энергетического разрешения составило 2.5 аДж.
|
Бурмистрова, А. В., & Девятов, И. А. (2014). Расчет электронного транспорта в гетероструктурах, содержащих многозонные сверхпроводники. In Труды XVIII международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника» (Vol. 1, pp. 21–22).
Abstract: В рамках приближения сильной связи теоретически рассчитаны проводимости контактов вида нормальный металл/изолятор/одноорбитальный сверхпроводник с p-типом сверхпроводящего спаривания (N/I/Sp). Объяснено наблюдаемое экспериментально как появление пика при нулевом напряжении, так и его расщепление в зависимости от толщины слоя изолятора. В рамках этой же микроскопической теории развит вариант техники решеточной функции Грина в мацубаровом представлении. Используя разработанный подход, рассчитаны фазовые и температурные зависимости тока Джозефсона для контакта сверхпроводника s-типа и многозонного железосодержащего сверхпроводника (ферропниктида) для различных ориентаций границы по отношению к кристаллографическим осям пниктида.
|