Słysz, W., Wegrzecki, M., Bar, J., Grabiec, P., Górska, M., Zwiller, V., et al. (2007). Fibre-coupled, single photon detector based on NbN superconducting nanostructures for quantum communications. J. Modern Opt., 54(2-3), 315–326.
Abstract: We present a novel, two-channel, single photon receiver based on two fibre-coupled, NbN, superconducting, single photon detectors (SSPDs). The SSPDs are nanostructured superconducting meanders and are known for ultrafast and efficient detection of visible-to-infrared photons. Coupling between the NbN detector and optical fibre was achieved using a micromechanical photoresist ring placed directly over the SSPD, holding the fibre in place. With this arrangement, we obtained coupling efficiencies up to ∼30%. Our experimental results showed that the best receiver had a near-infrared system quantum efficiency of 0.33% at 4.2 K. The quantum efficiency increased exponentially with the photon energy increase, reaching a few percent level for visible-light photons. The photoresponse pulses of our devices were limited by the meander high kinetic inductance and had the rise and fall times of approximately 250 ps and 5 ns, respectively. The receiver's timing jitter was in the 37 to 58 ps range, approximately 2 to 3 times larger than in our older free-space-coupled SSPDs. We stipulate that this timing jitter is in part due to optical fibre properties. Besides quantum communications, the two-detector arrangement should also find applications in quantum correlation experiments.
|
Корнеев, А. А., Минаева, О., Рубцова, И., Милостная, И., Чулкова, Г., Воронов, Б., et al. (2005). Сверхпроводящий однофотонный детектор на основе ультратонкой пленки NbN. Квантовая электроника, 35(8), 698–700.
Abstract: Представлены результаты исследований сверхпроводящих однофотонных детекторов, изготовленных из ультратонкой пленки NbN. Развитие технологического процесса изготовления детекторов, а также снижение рабочей температуры до 2 К позволили существенно увеличить квантовую эффективность: для видимого света (λ = 0.56 мкм) она составила 30%–40%, т.е. достигла предела, определяемого коэффициентом поглощения пленки. С ростом длины волны квантовая эффективность экспоненциально падает, составляя ~20% на λ=1.55 мкм и ~0.02% на λ = 5 мкм. При скорости темнового счета ~10-4s-1 экспериментально измеренная эквивалентная мощность шума составила 1.5 × 10-20 Вт/Гц-1/2; в дальнейшем она может быть уменьшена до рекордно низкого значения 5 × 10-21 Вт/Гц-1/2. Временное разрешение детектора равно 30 пс.
|
