Казаков, А. Ю., Кардакова, А. И., Селиверстов, С. В., Горшков, К. Н., Дивочий, А. В., Финкель, М. И., et al. (2012). Возможность применения сверхпроводниковых материалов в качестве отражающего покрытия холодного зеркала телескопа субмиллиметрового диапазона. Совр. проб. науки и обр., (3), 1–5.
|
Семенов, А. В., Корнеев, А. А., Лобанов, Ю. В., Корнеева, Ю. П., Рябчун, С. А., Лаврова, О. С., et al. (2012). Поляризация электромагнитной волны вблизи фокуса зеркала и системы зеркал в субтерагерцовом диапазоне частот. Современные проблемы науки и образования, (2).
Abstract: Рассмотрено влияние оптической системы телескопа на поляризацию принимаемого электромагнитного сигнала. Описано изменение поляризации луча при отражении от произвольно ориентированной поверхности зеркала. Учтены искажения поляризации, обусловленные как отклонением лучей от первоначального направления, так и различием в коэффициентах отражения для разных поляризаций в случае неидеального отражения. В рамках метода Френеля получены оценочные формулы, дающие отношение амплитуд поля с исходной поляризацией и с поляризацией, перпендикулярной исходной, вблизи фокальной точки оптической системы. Формулы выведены для нескольких практически важных случаев, в том числе для параболического зеркала и системы двух зеркал. Оценена верхняя граница поляризационных искажений в пределах кружка Эйри. Полученные оценки согласуются с результатами численного расчёта для двухзеркального радиотелескопа субтерагерцового диапазона.
|
Korneev, A., Korneeva, Y., Florya, I., Voronov, B., & Goltsman, G. (2012). NbN nanowire superconducting single-photon detector for mid-infrared. Phys. Procedia, 36, 72–76.
Abstract: Superconducting single-photon detectors (SSPD) is typically 100 nm-wide supercondiucting strip in a shape of meander made of 4-nm-thick film. To reduce response time and increase voltage response a parallel connection of the strips was proposed. Recently we demonstrated that reduction of the strip width improves the quantum effciency of such a detector at wavelengths longer than 1.5 μm. Being encourage by this progress in quantum effciency we improved the fabrication process and made parallel-wire SSPD with 40-nm-wide strips covering total area of 10 μm x 10 μm. In this paper we present the results of the characterization of such a parallel-wire SSPD at 10.6 μm wavelength and demonstrate linear dependence of the count rate on the light power as it should be in case of single-photon response.
|
Zhang, W., Miao, W., Yao, Q. J., Lin, Z. H., Shi, S. C., Gao, J. R., et al. (2012). Spectral response and noise temperature of a 2.5 THz spiral antenna coupled NbN HEB mixer. Phys. Procedia, 36, 334–337.
Abstract: We report on a 2.5 THz spiral antenna coupled NbN hot electron bolometer (HEB) mixers, fabricated with in-situ process. The receiver noise temperature with lowest value of 1180 K is in good agreement with calculated quantum efficiency factor as a function of bias voltage. In addition, the measured spectral response of the spiral antenna coupled NbN HEB mixer shows broad frequency coverage of 0.8-3 THz, and corrected response for optical losses, FTS, and coupling efficiency between antenna and bolometer falls with frequency due to diffraction-limited beam of lens/antenna combination.
|
Смирнов, А. В., Карманцов, М. С., Смирнов, К. В., Вахтомин, Ю. Б., Мастеров, Д. В., Тархов, М. А., et al. (2012). Терагерцовый отклик болометров на основе тонких пленок YBCO. ЖТФ, 82(12), 108–111.
Abstract: Представлены первые результаты измерения болометрического отклика высокотемпературных сверхпроводниковых детекторов на основе тонких пленок YBCO на электромагнитное излучение с частотой 2.5 THz. Минимальное значение оптической мощности, эквивалентной шуму созданных детекторов, составило 3.5· 10-9 W/sqrt(Hz)sqrt. Обсуждена возможность дальнейшего увеличения чувствительности исследуемых детекторов.
|
Beck, M., Leiderer, P., Kabanov, V. V., Gol'tsman, G., Helm, M., & Demsar, J. (2012). Energy-gap dynamics of a superconductor NbN studied by time-resolved terahertz spectroscopy. In INIS (Vol. 45, pp. 1–3).
Abstract: Using time-resolved terahertz (THz) spectroscopy we performed direct studies of the photoinduced suppression and recovery of the SC gap in a conventional SC NbN. Both processes are found to be strongly temperature and excitation density dependent. The analysis of the data with the established phenomenological Rothwarf-Taylor model enabled us to determine the important microscopic constants: the Cooper pair-breaking rate via phonon absorption and the bare quasiparticle recombination rate. From the latter we were able to extract the dimensionless electron-phonon coupling constant, λ=1.1±0.1, in excellent agreement with theoretical estimates. The technique also allowed us to determine the absorbed energy required to suppress SC, which in NbN equals the thermodynamic condensation energy (in cuprates the two differ by an order of magnitude). Finally, we present the first studies of dynamics following resonant excitation with intense narrow band THz pulses tuned to above and below the superconducting gap. These suggest an additional process, particularly pronounced near Tc, that could be attributed to amplification of SC via effective quasiparticle cooling.
|
Чулкова, Г. М., Корнеев, А. А., Смирнов, К. В., & Окунев, О. В. (2012). Энергетическая релаксация в примесных металлах, двумерном электронном газе в AlGaAs-GaAs, сверхпроводниковых пленках NbN и детекторы субмиллиметрового и ик излучения на их основе. Прометей, МПГУ.
Abstract: Монография посвящена обзору исследований влияния эффектов электронного беспорядка на электронное взаимодействие в металлах, сверхпроводниках, полупроводниках, а также в различных низкоразмерных структурах. Актуальность поднятых в монографии вопросов определяется интенсивным развитием нанотехнологий, созданием новых наноструктурированных материалов и уникальных наноэлементов для электроники и фотоники. Упругое электронное рассеяние на границах наноструктур качественно меняет взаимодействие электронов с фонолами, что, безусловно, должно учитываться при проектировании соответствующей элементной базы. Прикладная часть работы посвящена контролируемой модификации электронных процессов для оптимизации новых наносенсоров на основе электронного разогрева в сверхпроводниковых и полупроводниковых структурах. Монография предназначена для студентов старших курсов, аспирантов и начинающих следователей, работающих в области сверхпроводниковой наноэлектроники.
|
Казаков, А. Ю., Селиверстов, С. В., Дивочий, А. В., Смирнов, К. В., Финкель, М. И., & Вахтомин, Ю. Б. (2012). Возможность применения сверхпроводниковых материалов в качестве отражающего покрытия зеркала телескопа, предназначенного для наблюдений анизотропии реликтового излучения. Преподаватель ХХI век, (3), 221–224.
Abstract: В статье исследуется возможность использования сверхпроводящего материала в качестве отражающего слоя зеркала субмиллиметрового телескопа, охлажденного до криогенных температур и предназначенного для наблюдений реликтового излучения. Для нескольких сверхпроводниковых материалов вычислен диапазон частот, в котором флуктуации теплового излучения покрытия меньше флуктуаций источника. Показана перспективность применения покрытия из Nb3Ge.
|
Корнеева, Ю. П., Трифонов, А. В., Вахтомин, Ю. Б., Смирнов, К. В., Корнеев, А. А., Рябчун, С. А., et al. (2012). Расчет согласующего оптического резонатора для сверхпроводникового нанополоскового детектора. Преподаватель ХХI век, (3), 225–227.
Abstract: В статье произведен расчет резонатора, предназначенного для согласования сверхпроводникового нанополоскового однофотонного детектора с оптическим сигналом. Показано, что для детектора, выполненного из пленки с типичным сопротивлением квадрата 500 Ом и коэффициентом заполнения 0.5 коэффициент согласования с излучением, поляризованным параллельно полоскам детектора, достигает величины около 60%.
|
Семенов, А. В., Корнеев, А. А., Лобанов, Ю. В., Корнеева, Ю. П., Рябчун, С. А., Третьяков, И. В., et al. (2012). Оценка поляризационных искажений, вносимых оптической системой радиотелескопа миллиметрового диапазона. Преподаватель ХХI век, (4), 230–236.
Abstract: В статье рассмотрена поляризация электромагнитного поля вблизи фокальной точки телескопической системы. Оценена верхняя граница поляризационных искажений, вносимых отражающими поверхностями, в том числе с учетом неидеальности отражения.
|
Чулкова, Г. М., Семёнов, А. В., Тархов, М. А., Гольцман, Г. Н., Корнеев, А. А., & Смирнов, К. В. (2012). О возможности использования PNR-SNPD в системах телекоммуникационной связи. Преподаватель ХХI век, (2), 244–246.
Abstract: Рассмотрена возможность применения сверхпроводникового нанополоскового детектора, разрешающего число фотонов (Photon-Number Resolving Superconducting Nanowire Photon Detector, PNR-SNPD), в качестве датчика приёмных модулей телекоммуникационных линий. Оценена мощность оптического импульса, необходимая для достижения приемлемо низкой доли ошибочных битов.
|
Семенов, А. В., Корнеев, А. А., Смирнов, А. В., Смирнов, К. В., Ожегов, Р. В., Окунев, О. В., et al. (2012). Линейные по мощности поглощаемого излучения поправки к спектральным функциям «грязного» сверхпроводника и отклик сверхпроводниковых детекторов. Преподаватель ХХI век, (3), 216–220.
Abstract: В статье развит метод расчета малых поправок к спектральным функциям пленки «грязного» сверхпроводника, возникающих под действием поглощаемой мощности электромагнитного излучения. Метод пригоден в случае спектральных функций произвольного вида, что позволяет применять его для расчета отклика сверхпроводниковых детекторов излучения различного типа.
|
Pernice, W., Schuck, C., Minaeva, O., Li, M., Goltsman, G. N., Sergienko, A. V., et al. (2012). High speed and high efficiency travelling wave single-photon detectors embedded in nanophotonic circuits (Vol. 1108.5299). arXiv:1108.5299v2 [physics.optics].
Abstract: Ultrafast, high quantum efficiency single photon detectors are among the most sought-after elements in modern quantum optics and quantum communication. High 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 which allows us to drastically increase the absorption length for incoming photons. When operating the detectors close to the critical current we achieve high on-chip single photon detection efficiency up to 91% at telecom wavelengths, with uncertainty dictated by the variation of the waveguide photon flux. We also observe remarkably low dark count rates without significant compromise of detection efficiency. Furthermore, our detectors are fully embedded in a scalable silicon photonic circuit and provide ultrashort timing jitter of 18ps. 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.
|
Minaeva, O., Fraine, A., Korneev, A., Divochiy, A., Goltsman, G., & Sergienko, A. (2012). High resolution optical time-domain reflectometry using superconducting single-photon detectors. In Frontiers in Opt. 2012/Laser Sci. XXVIII (Fw3a.39). Optical Society of America.
Abstract: We discuss the advantages and limitations of single-photon optical time-domain reflectometry with superconducting single-photon detectors. The higher two-point resolution can be achieved due to superior timing performance of SSPDs in comparison with InGaAs APDs.
|
Pernice, W. H. P., Schuck, C., Minaeva, O., Li, M., Goltsman, G. N., Sergienko, A. V., et al. (2012). High-speed and high-efficiency travelling wave single-photon detectors embedded in nanophotonic circuits. Nat. Commun., 3, 1325 (1 to 10).
Abstract: Ultrafast, high-efficiency single-photon detectors are among the most sought-after elements in modern quantum optics and quantum communication. However, imperfect modal matching and finite photon absorption rates have usually limited their maximum attainable detection efficiency. Here we demonstrate superconducting nanowire detectors atop nanophotonic waveguides, which enable a drastic increase of the absorption length for incoming photons. This allows us to achieve high on-chip single-photon detection efficiency up to 91% at telecom wavelengths, repeatable across several fabricated chips. We also observe remarkably low dark count rates without significant compromise of the on-chip detection efficiency. The detectors are fully embedded in scalable silicon photonic circuits and provide ultrashort timing jitter of 18 ps. Exploiting this high temporal resolution, we demonstrate ballistic photon transport in silicon ring resonators. Our direct implementation of a high-performance single-photon detector on chip overcomes a major barrier in integrated quantum photonics.
|