16-Element Superconducting Nanowire Single-Photon Detector for Gigahertz Counting at 1550-nm
我们提出了一个线性阵列，16个元素，超导纳米线单光子探测器与83.4 $\%$系统检测效率在1550 nm和9.6 ns的平均每个元素的死时间，使计数在1千兆计数每秒与$>50\%$系统检测效率。该装置是在现有的可扩展的商业过程中设计和制造的。
2021-03-25 physics.ins-det quant-ph
Quantum detector tomography of a 2x2 multi-pixel array of superconducting nanowire single photon detectors
我们展示了一个商业的超导纳米线单光子探测器的2x2阵列的量子探测器断层扫描。我们表明，探测器的具体数字的优点，包括效率，暗计数和串扰的概率可以直接提取，而不求助于底层的探测器物理。这些品质因数直接从设备的重构正算子值测量（POVM）的仅仅四个元素中识别。我们表明，探测器断层扫描提取的效率和暗计数概率的值显示出良好的协议与这些数量的独立测量，我们提供了一个直观的操作定义串扰概率。最后，我们表明，重建所需的参数必须仔细选择，以避免过度平滑的数据。
2020-07-31 physics.ins-det quant-ph
Scalable Cryogenic Read-out Circuit for a Superconducting Nanowire Single-Photon Detector System
超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是利用光子的量子信息科学应用的领先技术，并且它们在光子匮乏的经典成像应用中发现越来越多的用途。关键的探测器特性，如定时分辨率（抖动），复位时间和最大计数率，是由读出电子感测和放大的光子探测信号的严重影响。我们描述了SNSPD的读出电路，使用商业现成的放大器在低温下工作。我们的设计展示了35 ps的时序分辨率和超过2x10^7计数每秒的最大计数率，同时保持每个通道<3 mW的功耗，使其适合多通道读出。
2018-05-11 physics.ins-det
Niobium superconducting nanowire single-photon detectors
我们研究了由超薄Nb制成的超导纳米线光子探测器的性能。直接比较这些探测器和类似的纳米线探测器制造的NbN。我们发现，Nb探测器是显着更容易受到比NbN的热不稳定性（闭锁）在高偏压。我们表明，可以通过降低读出的输入电阻来稳定器件。以这种方式优化的Nb探测器被示出为具有相同几何形状的类似的大有效面积NbN探测器的复位时间的约2/3，对于470 nm处的单光子具有约6%的探测效率。
2009-01-08 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Constriction-limited detection efficiency of superconducting nanowire single-photon detectors
我们研究了在许多名义上相同的设备之间观察到的超导纳米线单光子探测器的探测效率的大的变化的来源。通过电学和光学测量，我们推断这些变化是由“收缩“引起的：纳米线的高度局部化区域，超导电流的有效横截面积减少。这些收缩将DC偏置电流密度限制在远低于其在导线的其余部分上的临界值，并且因此防止检测效率达到仅当它们被偏置在临界电流密度附近时在这些器件中出现的高值。
2007-01-22 physics.ins-det
A superconducting NbN detector for neutral nanoparticles
我们提出了一个超导单光子探测器（SSPD）在低能量下检测单个中性分子/纳米粒子的原理验证研究。新的检测器应用于表征生物分子的激光解吸源，并且它允许检索包含氨基酸色氨酸、多肽短杆菌肽以及胰岛素、肌红蛋白和血红蛋白的脉冲分子束的到达时间分布。我们讨论的实验证据表明，探测器实际上是敏感的孤立的中性粒子。
2014-02-10 physics.atm-clus physics.ins-det
High-Temperature Superconducting Level Meter for Liquid Argon Detectors
在中微子研究和暗物质搜索中，电容装置通常被用作探测器，测量探测器中惰性液体的水平。在这项工作中，我们描述了使用高温超导材料作为替代控制的低温惰性液体的水平。实验室测量表明，超导体表现出线性行为，高度稳定，并提供了非常准确的液体体积测定。因此，该设备是一种具有竞争力的仪器，并显示出优于传统液位计的几个优点。
2008-11-25 physics.ins-det
Single-photon detection in the mid-infrared up to 10 micron wavelength using tungsten silicide superconducting nanowire detectors
本文研制WSi超导纳米线单光子探测器，在10 μm波长实现饱和内部探测效率，为中红外化学传感、LIDAR、暗物质搜寻及系外行星光谱学提供低暗计数、高稳定方案。
2020-12-17 physics.ins-det
A Multi-Layer Three Dimensional Superconducting Nanowire Photon Detector
在这里，我们提出了一个新的设计范例超导纳米线单光子探测器，使用多层架构，将电引线下的纳米线。这允许非常大量的检测器元件（我们将类似于传统的CCD相机称之为像素）被放置在非常接近的位置。这导致比当前的单纳米线和多纳米线曲折线显著更好的光子数分辨率，同时保持类似的检测区域。我们讨论了像素的复位时间，以及如何修改设计以避免在极短的超导纳米线中看到的闩锁故障。这些优点使得多层超导数分辨光子探测器相对于长超导纳米线曲折的当前设计范例具有显著的优势。这样的优点在广泛的光子学应用中是期望的。
2012-02-07 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Superconducting nanowire single-photon detectors fabricated from atomic-layer-deposited NbN
采用等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术制备了高质量的氮化铌（NbN）超薄膜。超导纳米线单光子探测器（SNSPD）图案从这种材料表现出高开关电流和饱和的内部效率在一个广泛的偏置范围内，在1550 nm的电信波长。对数百个制造设备的统计分析表明，由于薄膜的特殊均匀性，产量接近统一。ALD-NbN材料代表了用于制造结合高效率、低抖动、低暗计数的大型单光子探测器阵列的理想超导材料。
2019-11-26 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Lithium-Niobate-on-Insulator Waveguide-Integrated Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors
我们展示了波导集成的超导纳米线单光子探测器的薄膜锂离子（LN）。采用光刻法在125 μ m长的LN波导上形成250 μ m长的NbN超导纳米线，实现了46%的片上探测效率，同时具有高的暗计数率和定时抖动性能.由于LN具有高的二阶非线性\c{hi}（2）和电光特性，在LN薄膜上制备高效的单光子探测器为构建包括单光子源、滤波器、可调谐量子门和探测器的小规模全集成量子光子芯片提供了可能。
2019-12-19 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
A countermeasure against bright-light attack on superconducting nanowire single-photon detector in quantum key distribution
提出了一种用于超导纳米线单光子探测器的主动防闩锁系统。我们实验测试它对强光攻击，以前用于妥协的安全性的量子密钥分发。虽然我们的系统检测连续致盲，检测器被证明是部分致盲和控制的特别定制的序列的明亮的脉冲。提出了改进措施。
2019-09-16 physics.app-ph physics.ins-det quant-ph
Readout of superconducting nanowire single-photon detectors at high count rates
超导纳米线单光子探测器与其他光子计数技术的区别首先在于其极高的速度，具有几十ps的定时分辨率和探测事件后10 ns的恢复时间$τ_R\lesssim$。然而，在这项工作中，我们确定在传统的电读出方案之间的非线性相互作用的检测器和它的读出，可以使稳定，高效率的操作不可能在计数率，甚至一个数量级小于$τ_R^{-1}$。我们提出了详细的实验证实这一点，和一个理论模型，定量地解释我们的观察。最后，我们描述了一种改进的读出，它规避了这个问题，允许这些检测器在高计数率下稳定地操作，检测效率的惩罚纯粹由它们的感应复位时间决定。
2013-02-12 physics.ins-det
Photon-counting optical coherence-domain reflectometry using superconducting single-photon detectors
我们考虑在相干域成像中使用单光子计数探测器。在这种模式下操作的检测器表现出降低的噪声，这导致对弱光源和弱反射样品的灵敏度增加。特别是，我们实验证明了使用超导单光子探测器（SSPD）的光学相干域反射计（OCDR）的可能性。这些检测器在整个光谱范围内是敏感的，这对于在生物样品中进行这种成像是有用的。SSPD的计数率高达100 MHz，如果光通量足够，它还可以提供高速率的数据采集。
2008-10-06 physics.ins-det quant-ph
Frequency-Multiplexed bias and readout of a 16-pixel Superconducting Nanowire Single-Photon Detector Array
我们展示了一个16像素阵列的射频超导纳米线单光子探测器与集成和可扩展的频分复用架构，减少了所需的偏置和读出线到一个单一的微波馈线。讨论了嵌入在谐振电路中的光子敏感纳米线的电学行为，以及单个探测器的光学性能和定时抖动。除了单像素测量，我们还演示了16像素阵列的时间，空间和光子数分辨率的操作。
2017-04-28 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors for Quantum Information
超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是一种基于单光子对库珀对断裂效应的量子极限超导光探测器，与同类探测器相比，具有更高的探测效率、更低的暗计数率、更高的计数率和更低的定时抖动。SNSPD在量子信息处理中有着广泛的应用，包括量子密钥分发和光量子计算。本文综述了量子信息对单光子探测器的要求，以及SNSPD的原理、关键指标、最新性能问题和其他相关问题。SNSPD在量子信息方面的代表性应用也将被涵盖。
2020-05-31 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Proposal for a GHz count rate near-IR single-photon detector based on a nanoscale superconducting transition edge sensor
我们描述了一种基于纳米级铌探测器元件的超导跃迁边缘传感器。该装置被预测为能够与GHz的计数率的能量分辨近红外单光子探测。与传统的过渡边缘传感器相比，该器件的速度和灵敏度的提高是由于纳米级检测器元件的电子热容非常小。在目前的工作中，我们计算预测的热响应时间和能量分辨率。我们还讨论了使用谐振近红外天线实现有效的光耦合到亚波长检测器元件的方法。
2012-02-21 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Superconducting single-photon detectors with saturated dependence of quantum efficiency vs. bias current
研究了利用NbN超导单光子探测器实现量子效率与归一化偏置电流饱和相关的可能性。结果表明，饱和度增加的检测器的基础上更精细的膜具有较低的值的Rs300/Rs 20。Rs300/Rs 20的降低与量子修正对超导体电导率的影响增加有关，反过来又与电子扩散系数的降低有关。最佳样品在Ib/Ic~0.8，波长1.31mkm处，系统量子效率恒定值为94%。
2018-01-15 physics.ins-det physics.optics
Superconducting Nanowire Single Photon Detectors On-Fiber
我们提出了一种新的设计超导纳米线单光子探测器（SNSPD）上的单模光纤的核心制作。所提出的设计允许光纤光模式和检测器之间的高度重叠，因此，我们制造的器件可以保持尺寸小，并保持操作速度，而不会牺牲检测效率。详细介绍了光纤上的制作方法，并给出了实验结果。所提出的方法可以利用在未来的其他光纤耦合器件的制造。
2012-11-08 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Photon-number-resolution with sub-30-ps timing using multi-element superconducting nanowire single photon detectors
基于四元件超导纳米线单光子探测器的光子数分辨探测器被证明在测量单个光子的到达时间时具有低于30 ps的分辨率。该探测器可用于表征非脉冲光源的光子统计特性，并减轻高速光子计数应用中的死区效应。此外，在1550 nm处的25%的系统检测效率被证明，使得检测器可用于低通量源表征和高速光子计数和量子通信应用。该探测器的设计，制造和测试的描述，并提出了测量和理论性能之间的比较。
2008-05-15 physics.ins-det physics.optics
A Near-Infrared 64-pixel Superconducting Nanowire Single Photon Detector Array with Integrated Multiplexed Readout
我们展示了一个64像素的超导纳米线单光子探测器的自由空间耦合阵列，在近红外范围内的高检测效率进行了优化。一个集成的，易于扩展的，多路复用读出方案被用来减少读出线的数量为16。低温，光学和电子封装读出阵列，以及表征测量进行了讨论。
2015-04-10 physics.ins-det quant-ph
Hybrid Superconducting Neutron Detectors
提出了一种新的中子探测方案，即在铌（Nb）带表面镀上硼（B）层。探测器的工作原理依赖于核反应10 B +n $\rightarrow$ $α$ +7 Li，其中$α$和Li离子在电流偏置的Nb条上产生热点，该热点继而诱导超导-正常态转变。后者被认为是一个电压信号，这是入射中子的证据。上述检测原理已经通过在ISIS散粒中子源（UK）处用脉冲中子束照射样品进行了实验评估和验证。结果表明，在温度T = 8 K，电流偏置低于临界电流Ic的条件下，热中子辐照可使硼包层超导带材进入正常状态。作为转变的结果，测量到超过40 mV的电压脉冲，同时可以适当地调制偏置电流以使条带返回到超导状态，从而重置检测器。测量装置的计数率和未来的前景，导致前所未有的空间分辨率和效率的中子探测器的突出显示。
2014-12-23 physics.ins-det
High performance NbN nanowire superconducting single photon detectors fabricated on MgO substrates
我们展示了高性能的纳米线超导单光子探测器（SSPD）上生长的NbN薄膜在与单片集成兼容的温度。用直流磁控溅射法在400 ℃下在MgO衬底上沉积了厚度为150 ~ 3 nm的NbN薄膜。研究了沉积参数对NbN薄膜超导性能的影响，优化了NbN薄膜的超导性能。在最佳工艺条件下制备了不同厚度（7 ~ 3 nm）的高质量NbN薄膜。对SSPD进行了电学和光学表征。在4.2K下测得的最高QE值在1300 nm处为20%。
2007-12-19 physics.ins-det physics.optics
Superconducting detector of IR single-photons based on thin WSi films
我们发展了4 ~ 9 nm厚的具有高温超导转变温度（Tc~4 K）的WSi薄膜的沉积技术。基于沉积的膜，产生了具有指示性平面尺寸~100 nm的纳米结构，并且研究表明，即使在纳米尺度上，膜也具有高的超导转变的临界温度值（Tc~3.3- 3.7 K），这证明了所产生的膜的高质量和均匀性。第一次实验上创建超导单光子探测器表明，随着偏置电流（Ib）的增加，探测器的探测效率（系统探测效率）达到了一个恒定值~30%（对于1550 nm），由超导结构的红外辐射吸收定义。为了增强超导体的辐射吸收，制造了具有腔结构的探测器，其在偏置电流Ib>=0.6Ic的情况下表现出>65%的量子效率的实际恒定值。最小暗计数水平（DC）使1 s^-1受到背景噪声的限制。因此，WSi是最有前途的材料，用于创建具有记录的DC/DC比和噪声等效功率（NEP）的单光子探测器。
2016-06-30 cond-mat.supr-con physics.ins-det
A four-pixel single-photon pulse-position camera fabricated from WSi superconducting nanowire single-photon detectors
我们展示了一个可扩展的读出方案的红外单光子脉冲位置相机组成的WSi超导纳米线单光子探测器（SNSPD）。对于NXN阵列，仅需要2XN导线来获得检测事件的位置。作为原理证明，我们展示了一个2 x 2数组的结果。
2013-11-14 physics.ins-det physics.optics quant-ph
High performance fiber-coupled NbTiN superconducting nanowire single photon detectors with Gifford-McMahon cryocooler
我们提出了高性能的光纤耦合铌钛氮化物超导纳米线单光子探测器制作在热氧化硅衬底。最好的设备显示了74%的系统检测效率（DE），暗计数率为100 c/s，和半高宽的定时抖动为68 ps的偏置电流为18.0 uA下，与实际的Gifford-McMahon制冷机系统。我们还将六个探测器引入到制冷机中，并证实在100 c/s的暗计数率下，所有探测器的系统DE均高于67%。
2013-04-11 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Sensitivity of a superconducting nanowire detector for single ions at low energy
我们报告的超导纳米线检测器的特点，在低动能的离子。我们测量的绝对单粒子探测效率$η$和跟踪其增加的能量高达$η= 100$ %。我们讨论了惰性气体吸附物对低温表面的影响，并分析了它们与大质量慢粒子探测的相关性。我们最近的热点形成的模型应用于在0.2-1千电子伏之间的能量的原子离子的入射。我们建议如何观察到的光子和原子或分子的差异可以与探测器的表面条件，我们建议，恢复适当的表面条件可能会打开一个新的途径，以SSPD为基础的分子和纳米粒子的光学光谱。
2014-02-10 physics.ins-det
Resolving Photon Numbers Using Ultra-High-Resolution Timing of a Single Low-Jitter Superconducting Nanowire Detector
本文通过对常规超导纳米线单光子探测器产生的电脉冲进行超高分辨率时间标记，实现了光子数分辨能力，该方法兼具高探测效率与高重复率，并在电信C波段通过相干光统计及非经典态相关性验证了其有效性。
2023-10-19 physics.ins-det quant-ph
Nonlinear response of telecom-wavelength superconducting single-photon detectors
本研究通过非相干光束组合测量了电信波长超导纳米线单光子探测器的非线性响应，发现光子通量翻倍时偏差约0.1%，并利用经验模型和统计模拟揭示了多光子探测机制。
2024-07-30 physics.ins-det quant-ph
Superconducting Microwave Detector Technology for Ultra-Light Dark Matter Haloscopes and other Fundamental Physics Experiments: Device Physics (Part II)
本文比较了用于腔轴子寻波计等基础物理实验的超导探测器技术，提出在约30 mK下运行、配置弹道声子热隔离的TES可实现5 GHz以上量子极限探测，从而实现基于TES的集成零差探测器，为量子基态微波腔读出实验做出独特贡献。
2024-03-20 hep-ex physics.ins-det
Timing performance of 30-nm-wide superconducting nanowire avalanche photodetectors
我们研究了基于30 nm宽纳米线的超导纳米线雪崩光电探测器（SNAP，也称为级联开关超导单光子探测器）的定时抖动。在接近开关电流的偏置电流（IB）下，SNAP显示出低于35 ps的FWHM高斯抖动，类似于标准的100 nm宽的超导纳米线单光子探测器。在较低的IB值，仪器响应函数（IRF）的检测器变得更宽，更不对称，并转移到更长的时间延迟。我们可以重现实验观察到的IRF时移在模拟的基础上，一个简单的物理图像，并解释这种效果。
2012-03-06 physics.ins-det
Position-Dependent Local Detection Efficiency in a Nanowire Superconducting Single-Photon Detector
本文以10 nm空间分辨率实验探测纳米线超导单光子探测器的局部探测效率，发现其沿横截面强烈变化，并证明该效应可解释NbN探测器效率随器件几何结构变化的现象。
2015-04-20 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
High-efficiency superconducting nanowire single-photon detectors fabricated from MoSi thin-films
我们展示了由MoSi薄膜制备的高效率超导纳米线单光子探测器（SNSPD）。在0.7 K的温度下，在1542 nm处测得最大系统探测效率为87 ± 0.5%，抖动为76 ps，最大计数率接近10 MHz，偏振依赖性低至3.4 ± 0.7%。我们发现，在类似的低温下，MoSi SNSPD实现的效率与基于WSi的SNSPD相比，抖动减少了近两个因素。
2015-04-10 physics.ins-det
Single photonics at telecom wavelengths using nanowire superconducting detectors
单光子应用--例如量子密钥分发--依赖于单光子的传输，并且需要光学探测器能够实现的极限灵敏度。单光子探测器必须将包含单个光子的光脉冲的能量转换为可测量的电信号。我们报告的光纤耦合超导单光子探测器（SSPD）的规格超过雪崩光电二极管（APD），在电信波长，灵敏度，时间分辨率和重复频率。通过测量单个半导体量子点产生的1300 nm单光子态的强度关联函数g（2）（t）证明了这种改进的性能。
2006-10-12 physics.ins-det physics.optics
Eight-fold signal amplification of a superconducting nanowire single-photon detector using a multiple-avalanche architecture
具有n个平行纳米线的超导纳米线雪崩单光子探测器（SNAP）优于单纳米线探测器，因为它们的输出信号幅度与n成线性比例。然而，SNAP架构尚未针对n > 4进行可行的论证。为了增加更大的信号放大的n，我们设计了一个多级，连续雪崩架构，使用纳米线，通过扼流圈电感连接在一个二叉树布局。我们展示了一个雪崩探测器与n = 8平行的纳米线，并实现了8倍的信号放大，与54 ps的定时抖动。
2014-08-05 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Photon-number resolving detector based on a series array of superconducting nanowires
本文介绍了超导光子数分辨探测器的实验演示。它基于N个超导纳米线的串联，每个纳米线并联连接到集成电阻器。该装置提供了一个单一的电压读数，与不同纳米线吸收的光子数成比例。用GaAs衬底上的NbN薄膜制成的四元件探测器，在探测n=1-4个光子时，观察到了清晰分离的输出能级，在1300 nm波长处，单光子系统量子效率为2.6%。串联纳米线结构是有前途的，鉴于其可扩展性，大光子数和高效率。
2012-03-25 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Laser-lithographically written micron-wide superconducting nanowire single-photon detectors
我们展示了利用激光光刻技术在硅衬底上制作微米级硅化钨超导纳米线单光子探测器。我们显示饱和的内部检测效率与线宽度从0.59 $μ$ m到1.43 $μ$ m在1550 nm的照明下。我们展示了直线，以及曲折的结构。单光子灵敏度显示在长度达4 mm的设备中。激光光刻写入的器件允许大面积的快速和容易的结构化，同时对于大约1 $μ$ m的线宽保持饱和内部效率。
2021-12-15 physics.ins-det quant-ph
Single-channel electronic readout of a multipixel superconducting nanowire single photon detector
我们提出了一种时间超过阈值读出技术计数激活的像素从超导纳米线单光子探测器（SNSPD）阵列的数量。这种技术保持了单个像素的固有定时抖动，不会对低温恒温器施加额外的热负载，并保持了时间标记器的固有计数率。我们证明了一个四像素设备的原理操作。此外，我们表明，给定一些允许的误差阈值，可以可靠地读出的像素的数量与单个像素响应的固有信噪比成线性关系。
2019-11-12 physics.ins-det quant-ph
Direct measurement of the recovery time of superconducting nanowire single-photon detectors
单光子探测器的关键特性之一是它们的恢复时间，即探测器恢复其标称效率所需的时间。在超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的情况下，它可以在自由运行模式下具有极短的恢复时间，这种恢复时间及其时间动态的精确表征对于许多量子光学或量子通信实验是必不可少的。本文介绍了一种快速、简单的方法来精确计算SNSPD的恢复时间。它提供了关于单个或几个连续检测的时间效率恢复的全部信息。我们还展示了如何使用该方法可以用来深入了解检测后的纳米线内的偏置电流的行为，这允许预测的检测器的行为和它的效率在任何实际的实验中使用这些检测器。
2020-03-12 physics.ins-det quant-ph
Integrated superconducting nanowire single-photon detectors on titanium in-diffused lithium niobate waveguides
我们展示了非晶硅化钨超导纳米线单光子探测器在钛内扩散锂离子波导上的集成。我们展示了使用两个正交偏振方向的双向波导耦合的1550nm波长的渐逝耦合光子的原理验证检测。我们调查的内部检测效率，以及使用耦合独立的表征测量检测器的吸收。此外，我们描述的策略，以提高这些设备的产量和效率。
2021-04-26 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Investigation of Optical Coupling in Microwave Kinetic Inductance Detectors using Superconducting Reflective Plates
为了改善微波动力学电感探测器（MKIDS）中的光耦合，我们研究了在曲折吸收体下使用反射板。我们设计、制造和表征了在蓝宝石上工作在光学波长的高Q因子TiN基MKID，其在曲折下方具有Au/Nb反射薄双层。使用透明Al $_2$ O $_3$介电层将反射器设置在距曲折四分之一波长的距离处，以达到峰值光子吸收。我们期望板通过将未检测到的光子反射回吸收器来恢复它们。
2022-07-06 physics.ins-det
64-pixel NbTiN superconducting nanowire single-photon detector array for spatially resolved photon detection
我们提出了二维排列的64像素NbTiN超导纳米线单光子探测器阵列的空间分辨光子探测的表征。NbTiN薄膜沉积在热氧化的硅衬底上，使高产量的高品质SSPD像素的生产，所有64 SSPD像素显示出均匀的超导特性。此外，所有像素都显示出单光子灵敏度，并且64个像素中的60个在光子吸收后显示出高于90%的脉冲产生概率。由于单模光纤在不同的光纤尖端和有源区之间的距离照射的结果，在每个像素的系统探测效率的变化表现出合理的高斯分布来代表光子通量强度的空间分布。
2014-01-31 physics.ins-det physics.optics
A scalable multi-photon coincidence detector based on superconducting nanowires
单光子的符合检测在许多量子技术中至关重要，并且通常需要多个时间分辨的单光子探测器。然而，当测量基础扩展到大量的空间模式时，电子读出成为一个主要的挑战。在这里，我们解决这个问题，通过引入一个双端符合检测器，使可扩展的读出阵列的检测器段的基础上超导纳米线微带传输线。利用时序逻辑，我们展示了一个16元探测器，解决了所有136个可能的单光子和双光子符合事件。我们进一步探讨了探测器输出的脉冲形状，并解决了4个光子符合事件中的4个元件的设备，使探测器的光子数分辨能力。这种新的探测器结构和操作方案将特别适用于大规模光子集成电路中的多光子符合探测。
2017-11-28 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Photocounting statistics of superconducting nanowire single-photon detectors
超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是用于单光子计数的有效测量装置。它们的应用领域包括实验量子光学研究、光学量子计算、量子通信等。在这样的探测器记录了一个光子之后，下一个光子在死时间内不能被记录，并且在此之后，这种能力被平滑地恢复。我们将这一特性纳入光探测理论，并导出了相应的光计数公式。在连续波检测的制度，光计数统计非线性地依赖于密度算子由于先前的测量时间窗口的记忆效应。所考虑的例子证明了强烈的影响的松弛过程和记忆效应的SNSPD的光计数统计。
2022-06-23 physics.ins-det quant-ph
Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors and effect of accumulation and unsteady releases of excess energy in materials
通用容错量子计算机有望彻底改变计算，但目前受到其组成超导量子比特的过度噪声的限制。确定这种过量噪声的主要来源将有助于更清楚地了解如何在未来的超导系统中减轻它。超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是似乎不会受到这种影响的设备，并具有极低的暗计数背景。我们建议使用SNSPD作为低本底实验室来研究超导系统中的噪声积累过程，目的是解释和减轻相关量子信息系统中的噪声。通过这些研究，我们还旨在将SNSPD的敏感波长提高到目前的10微米以上，这将为暗物质探测、生物学、空间科学和量子传感开辟新的领域。
2022-04-05 astro-ph.IM physics.ins-det quant-ph
Highly-Multiplexed Superconducting Detector Readout: Approachable High-Speed FPGA Design
本文介绍了一种高复用超导探测器读出器的设计和初步性能。读出系统在Xilinx ZCU111 RFSoC评估板上实现。目前的设计使用12%的DSP、60%的LUT、20%的FF和30%的BRAM，时序为512 MHz。该系统使用两个集成ADC和DAC，以4.096 GSPS运行，读取2，048个超导探测器。这项工作的目标是每板处理的超导探测器数量增加2倍，功率比以前的读出方案减少80%。该开源设计利用现代FPGA生产力工具，包括Vivado高级合成来创建所有自定义IP块，PYNQ来测试和验证单个IP并开发Python驱动程序，Vivado ML智能设计工具来关闭时序。我们强调实现定时关闭没有自定义HDL的策略，我们希望是有用的超导设备组希望利用FPGA在高性能应用中，没有专门的FPGA设计知识。
2022-03-30 astro-ph.IM cs.ET physics.ins-det
Superconducting single X-ray photon detector based on W0.8Si0.2
研制了基于W 0. 8 Si 0. 2的超导单X射线光子探测器，并表征了其在不同温度下对keV光子的基本探测性能。该探测器的临界温度为4.97 K，并且它能够在4.8 K下工作，刚好低于临界温度。探测器在相对较低的偏置电流下开始对X射线光子作出反应，在T = 1.8 K时小于Ic的1%，并且在所有温度下都显示出对偏置电流的饱和计数率依赖性，这表明总是可以达到最佳的内量子效率。暗计数是可以忽略不计的最高调查偏置电流（99%的IC）和工作温度（4.8 K）。由于偏置电流的快速恢复，锁存效应会影响所有温度下的检测器性能;然而，预计器件几何形状的进一步修改将降低锁存趋势。
2016-10-28 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Superconducting microstrip single-photon detector with system detection efficiency over 90% at 1550 nm
通常，超导纳米线单光子探测器（SNSPD）由具有典型宽度约100 nm的线组成。最近的研究发现，微米级宽度的超导条也可以探测到单光子。与SNSPD相比，超导微带单光子探测器（SMSPD）具有更小的动态电感、更高的工作电流和更低的制作精度要求，在超大有效面积探测器的研制中具有潜在的应用前景。然而，对SMSPD的研究还处于起步阶段，其高性能和实用化的实现仍然是一个悬而未决的问题。实验结果表明，在0.84 K下，当与单模光纤耦合时，在1550 nm的通信波长下，暗计数率为200 cps时，系统饱和探测效率为92.2%，偏振灵敏度为1.03，最小定时抖动为48 ps.在2.1K制冷机上运行时，探测器的制冷系数超过70%。
2021-04-27 physics.ins-det physics.optics
Low-noise single-photon counting superconducting nanowire detectors at infrared wavelengths up to 29 $μ$m
本研究将超导纳米线单光子探测器光谱范围扩展至29微米，实现10-29微米饱和探测效率与低暗计数，为长红外波段提供低噪声高时间分辨率单光子计数新方案，助力系外行星光谱、暗物质探测等应用。
2023-08-29 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Stable, high-performance operation of a fiber-coupled superconducting nanowire avalanche photon detector
提出了一种稳定、高性能的光纤耦合NbTiN超导纳米线雪崩光子探测器（SNAP）。我们演示了无后脉冲操作串联连接的两个SNAP（SC-2SNAP），即使在没有扼流圈电感器，实现了比标准SSPD快7.7倍的响应速度。SC-2SNAP器件在2.3K下工作时，系统探测效率达到81.0%，具有较宽的偏置电流裕度，暗计数率为6.8counts/s，半峰全宽定时抖动为68 ps。
2017-01-25 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
An ultra-fast superconducting Nb nanowire single-photon detector for soft X-rays
虽然超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的红外/光学光子和keV-分子的检测进行了很好的研究，没有研究的连续X射线光子计数厚膜探测器已报道到目前为止。我们制作了一个100 nm厚的铌X射线SNSPD（一个X-SNSPD），并研究了其在连续模式下对keV能量光子的探测能力。该探测器即使在0.4%的偏置电流下也能够探测光子，这与光学薄膜SNSPD形成鲜明对比。在延长的测量期内未记录暗计数。引人注目的是，信号幅度分布显著依赖于光子能量谱。
2012-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Superconducting Nanowire Single Photon Detectors based on NbRe nitride ultrafilms
本研究通过优化反应性直流溅射参数制备NbReN超薄膜，并基于此制造超导纳米线单光子探测器，在3.5 K下实现1301 nm饱和探测效率和1548 nm处95%效率，具备快速恢复与低抖动特性。
2025-10-07 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Laser-Induced Relaxation Oscillations in Superconducting Nanobridge Single Photon Detectors
本研究发现NbTiN纳米桥SNSPD在约19MHz强脉冲激光照射下会产生具有阶梯升频、锁相特征的新型激光诱导弛豫振荡，通过含电反馈、排除热效应的模型模拟，得到了与实验定性一致的结果，解释了该现象的起源。
2025-05-27 cond-mat.supr-con physics.ins-det
High-detection efficiency and low-timing jitter with amorphous superconducting nanowire single-photon detectors
非晶材料超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的研究取得了很大的进展，具有优异的性能，对许多研究领域产生了重大影响。尽管SNSPD显示出有史以来最高的系统检测效率（SNR），但非晶材料通常会导致较低的临界电流，这会影响其抖动性能。将非常低的抖动和高抖动相结合仍然是一个挑战。在这里，我们报告了基于非晶MoSi的高效超导纳米线单光子探测器，结合系统抖动低至26 ps和在1550 nm处的80%的反射率。我们还报告了对抖动行为的详细观察，这暗示了固有的限制，并对SNSPD性能产生了实际影响。
2018-02-06 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
