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      超導納米線單光子探測器能夠實現規?;瘧玫脑?/h1>
      發布時間: 2022-11-25  點擊次數: 152次
         超導納米線單光子探測器是一種性能優異的單光子探測器,處于偏置狀態的納米線吸收光子后產生阻態,從而影響了電路電流分布,通過低噪聲放大器,讀出電流變化所產生的光脈沖響應。超導作為一種材料特有的屬性,既是研究凝聚態物理的重要平臺,也能被用于實現功能特異的各種電子學器件。
        
        基本原理:
        是利用光子能量實現超導納米線庫珀對的拆對,從而在超導納米線局域發生超導-非超導相變。和傳統半導體單光子探測器相比,它具有探測效率高、暗計數低、時間抖動小、死時間短、寬譜響應以及自由運行等優勢。高性能SNSPD已經在量子信息、激光通信、激光雷達等領域得到了廣泛應用。
        
        超導材料是在特定溫度下呈現零電阻的一類特殊材料,超導電子學是利用超導材料開展電子學相關研究的一個專門學科。利用超導材料制備的傳感器、探測器通常具備高靈敏度、低噪聲、高速度等優勢,可以在很多領域發揮不可替代的優勢。
        
        和其它超導探測器相比,超導納米線單光子探測器能夠迅速實現規?;瘧糜袔c原因:
       ?。?)工藝和結構非常簡單:僅需單層超導薄膜,且超導薄膜加工需要單層工藝即可實現;
       ?。?)讀出電路簡單:典型光子響應的脈沖原始信號幅度在亞毫伏量級,僅需要使用室溫低噪聲放大器即可獲得較高信噪比的信號;
       ?。?)魯棒性強:作為一個光電探測器,實現了光子到電脈沖的轉換,可以說是光數字信號到電數字信號的轉換,抗環境噪聲能力強。同時它和超導約瑟夫遜結型器件不同之處在于,它對環境磁場不敏感;且器件電阻通常在MW量級,抗靜電及環境干擾能力強;
       ?。?)通常SNSPD采用NbN等低溫超導材料制備,僅用液氦溫區兩級小型制冷機即可實現,系統可靠性強,可7×24小時不間斷運行。以上優點使得SNSPD容易實現規?;瘧?。即使從最保守的角度來看,它可以作為一個高性能的科研裝備,滿足眾多研發領域對高性能SPD的需求。

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