論文の概要: Superconducting wide strip photon detector with high critical current
bank structure
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06583v1
- Date: Thu, 11 May 2023 05:43:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-12 15:47:50.609936
- Title: Superconducting wide strip photon detector with high critical current
bank structure
- Title（参考訳）: 高臨界電流バンク構造を有する超伝導広ストリップ光子検出器
- Authors: Masahiro Yabuno, Fumihiro China, Hirotaka Terai and Shigehito Miki
- Abstract要約: 数十マイクロメートル幅の超電導ストリップは高偏光非依存検出効率を実現するために望ましい。
本稿では, 超電導広帯域光子検出器(SWSPD)を高臨界電流バンク(HCCB)構造で提案する。
このHCCB構造は、固有暗黒数の抑制と、広帯域の十分な超伝導電流バイアスを可能にする。
- 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: Superconducting strip single-photon detectors offer excellent photon
detection performance and are indispensable tools for cutting-edge optical
science and technologies, including photonic quantum computation and quantum
networks. Ultra-wide superconducting strips with widths of tens of micrometers
are desirable to achieve high polarization-independent detection efficiency
using a simple straight strip. However, biasing the ultra-wide strip with
sufficient superconducting current to make it sensitive to infrared photons is
challenging. The main difficulty is maldistribution of the superconducting
current in the strip, which generates excessive intrinsic dark counts. Here, we
present a novel superconducting wide strip photon detector (SWSPD) with a high
critical current bank (HCCB) structure. This HCCB structure enables suppression
of the intrinsic dark counts and sufficient superconducting current biasing of
the wide strip. We have experimentally demonstrated a polarization-independent
system detection efficiency of ~78% for 1550 nm wavelength photons and a system
dark count rate of ~80 cps using a 20-${\mu}$m-wide SWSPD with the HCCB
structure. Additionally, fast jitter of 29.8 ps was achieved. The
photolithographically manufacturable ultra-wide SWSPD with high efficiency, low
dark count, and fast temporal resolution paves the way toward the development
of large-scale optical quantum technologies, which will require enormous
numbers of ultimate-performance single-photon detectors.
- Abstract（参考訳）: 超伝導ストリップ単一光子検出器は光子検出性能に優れ、フォトニック量子計算や量子ネットワークなど最先端の光学科学や技術にとって欠かせないツールである。
単純なストレートストリップを用いた高偏光非依存検出効率を実現するために, 数十マイクロメートル幅の超広帯域超電導ストリップが望ましい。
しかし、赤外線光子に敏感になるのに十分な超伝導電流で超広帯域の偏光は困難である。
主な困難はストリップ内の超伝導電流の非分布であり、過剰な固有暗黒数を生成する。
本稿では,超電導広帯域光子検出器 (SWSPD) と高臨界電流バンク (HCCB) 構造について述べる。
このHCCB構造は、固有暗黒数の抑制と広帯域の十分な超伝導電流バイアスを可能にする。
我々は, HCCB構造を持つ20-${\mu}$m幅のSWSPDを用いて, 1550nm波長光子の偏光独立系検出効率~78%, システムダークカウント率~80 cpsを実験的に実証した。
さらに29.8psの高速ジッタが達成された。
高効率、低暗数、高速の時間分解能を備えたフォトリソグラフィーで製造可能な超広帯域swspdは、膨大な数の究極の性能の単一光子検出器を必要とする大規模光量子技術の開発への道を開く。
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