論文の概要: Operation of parallel SNSPDs at high detection rates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.03126v1
- Date: Tue, 7 Sep 2021 14:48:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-15 22:44:50.709225
- Title: Operation of parallel SNSPDs at high detection rates
- Title（参考訳）: 高検出率における並列snspdの動作
- Authors: Matthieu Perrenoud and Misael Caloz and Emna Amri and Claire Autebert
and Christian Sch\"onenberger and Hugo Zbinden and F\'elix Bussi\`eres
- Abstract要約: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)は、優れた性能を実現している。
SNSPDの鍵となる特徴の1つは検出率であり、通常は他のタイプの単光子検出器よりも高い。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent progress in the development of superconducting nanowire single-photon
detectors (SNSPD) has delivered ex-cellent performance, and their increased
adoption has had a great impact on a range of applications. One of the key
characteristic of SNSPDs is their detection rate, which is typically higher
than other types of free-running single-photondetectors. The maximum achievable
rate is limited by the detector recovery time after a detection, which itself
is linked to the superconducting material properties and to the geometry of the
meandered SNSPD. Arrays of detectors biased individually can be used to solve
this issue, but this approach significantly increases both the thermal load in
the cryo-stat and the need for time processing of the many signals, and this
scales unfavorably with a large number of detectors. One potential scalable
approach to increase the detection rate of individual detectors further is
based on parallelizing smaller meander sections. In this way, a single
detection temporarily disables only one subsection of the whole active area,
thereby leaving the overall detection efficiency mostly unaffected. In practice
however, cross-talk between parallel nanowires typically leads to latching,
which prevents high detection rates. Here we show how this problem can be
avoided through a careful design of the whole SNSPD structure. Using the same
electronic readout as with conventional SNSPDs and a single coaxial line, we
demonstrate detection rates over 200 MHz without any latching, and a
fibre-coupled SDE as high as 77%, and more than 50% average SDE per photon at
50 MHz detection rate under continuous wave illumination.
- Abstract（参考訳）: 近年,超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)の開発が進展しており,その普及は様々な応用に大きな影響を与えた。
SNSPDの鍵となる特徴の1つは検出率であり、通常は他のタイプの単光子検出器よりも高い。
最大到達速度は、検出後の検出器回復時間によって制限されるが、それは超伝導材料特性と、蛇行したSNSPDの幾何学とリンクしている。
個別にバイアスがかかっている検出器の配列はこの問題を解決できるが、このアプローチはクライオスタットの熱負荷と多くの信号の時間処理の必要性を著しく増加させ、多くの検出器では好ましくない規模にスケールする。
個々の検出器の検出率をさらに高めるための潜在的にスケーラブルなアプローチは、より小さな蛇行部分の並列化に基づいている。
このようにして、単一の検出は、活性領域全体の1つの部分のみを一時的に無効にするため、全体的な検出効率はほとんど影響を受けない。
しかし実際には、パラレルナノワイヤ間のクロストークは通常ラッチングにつながり、高い検出率を阻害する。
本稿では,SNSPD構造全体を慎重に設計することで,この問題を回避する方法を示す。
従来のSNSPDと1本の同軸線と同じ電子リードアウトを用いて,200MHz以上の検出率と77%以上のファイバーカップリングSDE,50MHz以上の光子平均SDEを連続波照射下で検出する。
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