論文の概要: Fractal superconducting nanowires detect infrared single photons with
84% system detection efficiency, 1.02 polarization sensitivity, and 20.8 ps
timing resolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.06730v2
- Date: Thu, 31 Mar 2022 07:04:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-21 01:21:22.937689
- Title: Fractal superconducting nanowires detect infrared single photons with
84% system detection efficiency, 1.02 polarization sensitivity, and 20.8 ps
timing resolution
- Title（参考訳）: フラクタル超電導ナノワイヤは84%のシステム検出効率、1.02偏光感度、20.8psのタイミング分解能で赤外単一光子を検出する
- Authors: Yun Meng, Kai Zou, Nan Hu, Liang Xu, Xiaojian Lan, Stephan Steinhauer,
Samuel Gyger, Val Zwiller, Xiaolong Hu
- Abstract要約: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)
可視・近赤外・中赤外スペクトル範囲での動作を可能にするSNSPDの新しいデバイス構造
SDEと高タイミング分解能を備えた偏光非感光単光子検出の道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.401126858233535
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The near-unity system detection efficiency (SDE) and excellent timing
resolution of superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs),
combined with their other merits, have enabled many classical and quantum
photonic applications. However, the prevalent design based on meandering
nanowires makes SDE dependent on the polarization states of the incident
photons; for unpolarized light, the major merit of high SDE would get
compromised, which could be detrimental for photon-starved applications. Here,
we create SNSPDs with an arced fractal geometry that almost completely
eliminates this polarization dependence of the SDE, and we experimentally
demonstrate 84$\pm$3$\%$ SDE, 1.02$^{+0.06}_{-0.02}$ polarization sensitivity
at the wavelength of 1575 nm, and 20.8 ps timing jitter in a 0.1-W closed-cycle
Gifford-McMahon cryocooler, at the base temperature of 2.0 K. This
demonstration provides a novel, practical device structure of SNSPDs, allowing
for operation in the visible, near-, and mid-infrared spectral ranges, and
paves the way for polarization-insensitive single-photon detection with high
SDE and high timing resolution
- Abstract（参考訳）: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)の近距離均一系検出効率(SDE)と優れたタイミング分解能は、他の利点と相まって、多くの古典的および量子フォトニクスの応用を可能にした。
しかし、一般的なナノワイヤに基づく設計は、SDEを入射光子の偏光状態に依存し、非偏光の場合、高いSDEの利点は損なわれる。
Here, we create SNSPDs with an arced fractal geometry that almost completely eliminates this polarization dependence of the SDE, and we experimentally demonstrate 84$\pm$3$\%$ SDE, 1.02$^{+0.06}_{-0.02}$ polarization sensitivity at the wavelength of 1575 nm, and 20.8 ps timing jitter in a 0.1-W closed-cycle Gifford-McMahon cryocooler, at the base temperature of 2.0 K. This demonstration provides a novel, practical device structure of SNSPDs, allowing for operation in the visible, near-, and mid-infrared spectral ranges, and paves the way for polarization-insensitive single-photon detection with high SDE and high timing resolution
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