論文の概要: Nanoscale Architecture for Frequency-Resolving Single-Photon Detectors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.05817v2
- Date: Wed, 9 Aug 2023 23:49:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-11 16:57:14.633837
- Title: Nanoscale Architecture for Frequency-Resolving Single-Photon Detectors
- Title（参考訳）: 周波数分解型単一光子検出器のナノスケールアーキテクチャ
- Authors: Steve M. Young, Mohan Sarovar, Fran\c{c}ois L\'eonard
- Abstract要約: 光検出器アーキテクチャにおいて光子場と協調的に相互作用するナノスケール素子は、高効率、低ジッタ、高周波数分解能を同時に達成できることを示す。
可視域における1eV帯域での周波数分解能の潜在的な性能について, ほぼ完全な検出効率, 数百フェムト秒のジッタ, 数十MeVの周波数分解能を示す。
- 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: Single photon detectors play a key role across several basic science and
technology applications. While progress has been made in improving performance,
single photon detectors that can maintain high performance while also resolving
the photon frequency are still lacking. By means of quantum simulations, we
show that nanoscale elements cooperatively interacting with the photon field in
a photodetector architecture allow to simultaneously achieve high efficiency,
low jitter, and high frequency resolution. We discuss how such cooperative
interactions are essential to reach this performance regime, analyzing the
factors that impact performance and trade-offs between metrics. We illustrate
the potential performance for frequency resolution over a 1 eV bandwidth in the
visible range, indicating near perfect detection efficiency, jitter of a few
hundred femtoseconds, and frequency resolution of tens of meV. Finally, a
potential physical realization of such an architecture is presented based on
carbon nanotubes functionalized with quantum dots.
- Abstract（参考訳）: 単一光子検出器は、いくつかの基礎科学および技術応用において重要な役割を果たす。
高性能化が進んでいるが、高性能を維持しつつ光子周波数を解消できる単一光子検出器はいまだに不足している。
量子シミュレーションにより、光検出器アーキテクチャにおける光子場と協調的に相互作用するナノスケール素子により、高効率、低ジッタ、高周波数分解能を同時に達成できることを示す。
本稿では,このような協調的相互作用が,このパフォーマンス体制に到達する上でいかに不可欠であるかを論じる。
可視域における1eV帯域での周波数分解能の潜在的な性能について, ほぼ完全な検出効率, 数百フェムト秒のジッタ, 数十MeVの周波数分解能を示す。
最後に、そのようなアーキテクチャの潜在的な物理的実現は量子ドットで機能化されたカーボンナノチューブに基づいて提示される。
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