Novel photon detectors
本文综述了真空、半导体和气体基光子探测器的最新进展，重点关注低光强检测、时间分辨率、光谱范围及极端环境应用。
2024-01-11 physics.ins-det
Measurement of Low Energy Nuclear Recoil Events with the phonon-mediated Voltage-Assisted Hybrid Detector for Rare Event Searches
本文介绍了一种声子介导混合探测器，通过软件触发技术测量约500 eV_ee的低能核反冲事件，并将电子反冲背景降低95%，用于稀有事件搜索。
2024-11-11 physics.ins-det
Design and Performance of a Hybrid Fast and Thermal Neutron Detector
我们报告了一个定制的混合探测器的性能和表征，包括BC 501 A液体闪烁体的快中子和BC 702闪烁体的热中子。对BC501A液体闪烁体探测器进行了标定和分辨。为了区分γ中子、快中子和热中子，发展了脉冲形状鉴别（PSD）技术。在GEANT 4中开发了蒙特卡罗模拟软件包，由测量的反冲能谱得到实际的中子能谱。用241AmBe（α，n）中子能谱的重建对所提出的方法进行了检验。
2016-12-02 physics.ins-det
Pixel Detectors
在过去的十年中，用于高能物理中精确粒子跟踪的像素探测器已经发展到一个成熟的水平。三个大型强子对撞机探测器将使用基于混合像素技术的接近相互作用点的顶点探测器，该技术可以被认为是该仪器领域的最新技术。经过近10年的开发，像素探测器模块可以承受LHC的极端速率和时序要求以及非常恶劣的辐射环境，而不会严重影响性能。从这些发展中衍生出许多不同的应用，最引人注目的是生物医学成像。除了混合像素之外，已经出现了许多单片或半单片开发，其不需要复杂的混合，而是作为单个传感器/IC实体出现，并且目前开发得更成熟。就成熟度而言，最先进的是所谓的CMOS有源像素和DEPFET像素。本文综述了LHC实验中混合像元探测器的结构现状以及一些混合像元探测器的衍生物。此外，还介绍了单片或半单片像素器件的最新进展。
2005-12-05 physics.ins-det
A Silicon Photonic Transmitter for High Energy Physics and Cryogenic Detectors
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Washington（华盛顿大学）
本研究设计了一款可在室温和低温下工作的硅光发射机，含微环调制器与协同设计的CMOS串化器及驱动器，用于极端环境下物理探测器的读出。
2026-08-21 physics.ins-det
PhotonPix: Single-Photon Detector with 10 ps timing precision and high dynamic range
Exosens；Photonscore GmbH（Photonscore有限公司）
PhotonPix单光子探测器通过Exosens FT MCP-PMT实现10皮秒时间精度和宽动态范围，适用于高频率光子流检测。
2026-03-23 physics.ins-det
Sub-Pixel Electron Beam Alignment for Machine Learning Characterization of Hybrid Pixel Detectors
Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
本研究提出两种新方法生成高质量训练数据，用于通过机器学习实现混合像素探测器的亚像素对准和超分辨率表征。
2026-01-12 physics.ins-det
A GEANT4 based Simulation for Pixelated X-ray Hybrid Detectors: Extended Report
蒙特卡罗模拟是理解探测器设备内辐射相互作用的影响的有力工具，不仅允许评估实验测量的典型估计，并作为设计实验的手段，而且提供通常不容易通过实验获得的额外信息。本文提出了一种简单的数值方法来描述像素化探测器的功能。从各种模拟设置的估计，获得和观察到的功能与实验结果进行比较，以验证在何种程度上，他们正确地描述了这种方法。基本曲线，如相互作用概率和重建的能量沉积作为光束能量的函数计算。像素响应，电荷共享效应和分辨率估计也得到。
2014-09-22 physics.ins-det
Characterization of Electro-Optical Devices with Low Jitter Single Photon Detectors -- Towards an Optical Sampling Oscilloscope Beyond 100 GHz
我们展示了一个光学随机采样范围，利用单光子计数和应用它来表征光收发器。我们研究单光子探测器的抖动下降到40 ps。该方法可以扩展到100 GHz以上。
2018-10-12 physics.ins-det
Analysis and correction of the magnetic field effects in the Hybrid Photo-Detectors of the RICH2 Ring Imaging Cherenkov detector of LHCb
CERN大型强子对撞机LHCb实验的环形成像切伦科夫探测器配备了混合光电探测器。这些真空光电探测器受到LHCb磁体的杂散磁场的影响，这降低了它们的成像特性。这种效应增加了切伦科夫角测量的误差，并将降低LHCb的粒子识别能力。一个系统已经开发的RICH2环成像切伦科夫探测器进行详细的表征的磁畸变效应。它被描述，以及实施的方法来纠正这些影响，恢复最佳分辨率。
2011-06-05 hep-ex physics.ins-det
A hybrid structure gaseous detector for ion backflow suppression*
提出了一种用于未来圆对撞机时间投影室的混合结构离子回流抑制气体探测器组件的新概念。它是一个混合结构级联气体电子倍增器（GEM）与Micromegas检测器。Micromegas和GEM都有能力自然减少放大区产生的大部分离子。GEM还充当前置放大器设备，并与Micromegas一起增加气体增益。混合探测器的可行性测试使用${}^{55}$ Fe X射线源进行。对于5.9keV的X射线，能量分辨率优于27%。结果表明，在增益为5000的混合读出结构中，回流比可以达到优于0.2%。
2017-03-31 hep-ex physics.ins-det
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
Development of Si-CMOS hybrid detectors towards electron tracking based Compton imaging in semiconductor detectors
基于电子跟踪的康普顿成像是通过测量反冲电子的初始方向来提高康普顿相机灵敏度的关键技术。为了在半导体康普顿相机中实现这种技术，我们提出了一种新的探测器概念，Si-CMOS混合探测器。它是一个硅探测器凸点键合到CMOS读出集成电路，以获得电子轨迹图像。为了获取能量和事件定时，在该概念中还读取来自N侧的信号。通过使用ASIC的N侧读出，几微秒的时间分辨率实现。在本文中，我们提出了两个原型与20微米间距像素的结果。用它们成功地获得了反冲电子轨迹的图像。在59.5 keV时，能量分辨率（FWHM）为4.1 keV（CMOS）和1.4 keV（N侧）。此外，我们证实，使用基于图论方法的重建算法来确定电子的初始方向。这些结果表明，Si-CMOS混合探测器可以用于基于电子跟踪的康普顿成像。
2017-12-05 astro-ph.IM physics.ins-det
Quantum detector tomography of a high dynamic-range superconducting nanowire single-photon detector
我们演示和验证量子探测器断层扫描的超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的多路复用方案，允许测量高达71000个光子每输入脉冲。我们重建了该器件在低光子数区的正算子值测度（POVM），并使用提取的参数来显示跨越器件整个动态范围的POVM。我们通过寻找亮态的平均光子数来验证这一点。我们的工作表明，一个可靠的量子描述的大规模SNSPD设备是可能的，并应适用于其他复用配置。
2021-04-19 physics.ins-det quant-ph
Equivalence of Optical and Electrical Noise Equivalent Power of Hybrid NbTiN-Al Microwave Kinetic Inductance Detectors
我们已经测量和比较了混合NbTiN-Al微波动力学电感探测器（MKIDS）的响应浴温度和亚毫米辐射照明的变化。我们表明，这两种兴奋剂的混合MKID的共振特性具有等效的效果。我们确定一个电NEP从测量的温度响应度，准粒子复合时间，超导转变温度和噪声谱，所有这些都可以在黑暗的环境中测量。对于详细研究的两个混合NbTiN-Al MKID的电NEP是在光学NEP，这是直接使用黑体源测量的两个因素。
2014-11-17 cond-mat.supr-con physics.ins-det
A High Energy Electron and Photon Detector Simulation System
一个详细的蒙特卡罗代码已经开发的基本原则，模拟几乎所有的基本光子和带电粒子的相互作用。该程序用于推导高能光子探测器对不同能量光子入射的响应函数。使用该代码计算检测器响应矩阵（DRM）。人工生成的频谱的反卷积。
2008-10-02 astro-ph physics.ins-det
Photon Counting Distribution for Arrays of Single-Photon Detectors
我们推导出一个计算效率的表达式的光子计数分布的均匀照明阵列的单光子探测器。该表达式考虑了单个探测器的数量，它们的量子效率和它们的暗计数率。使用此分布，我们计算阵列检测器的误差，通过比较输出到一个理想的检测器。我们从误差分析中得出结论，量子效率必须非常高，以使探测器以高概率分辨一把光子。此外，我们得出结论，在最坏的情况下，所需的阵列大小的规模与光子的数量，应该解决的平方。我们还模拟了一个时间阵列，并研究如何大的错误是不同的参数，我们计算的阵列，产生最小的错误的最佳大小。
2019-10-07 physics.ins-det quant-ph
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
Convolution based hybrid image processing technique for microscopic images of etch-pits in Nuclear Track Detectors
提出了一种新的基于卷积的图像处理技术，用于分析核径迹探测器（NTD）中的蚀坑图像。将所提出的方法应用于不同类型的NTD（例如，CR-39，PET），其包含不同尺寸和形状（圆形和椭圆形）的蚀坑开口。对NTD中腐蚀坑的识别和计数都取得了令人满意的结果。
2019-11-17 eess.IV physics.ins-det
The ECFA Roadmap Process for Particle Identification and Photon Detector R&D
本文总结了2022年2月发布的欧洲粒子物理探测器研发路线图中，粒子鉴别与光子探测器相关的流程成果。
2023-10-08 hep-ex physics.ins-det
The characterization of a hybrid telescope detector for low energy alpha detection
为了探测5 ~ 1 MeV的低能$α$粒子，研制了一种由气体透射探测器（$Δ$ E）和固体截止探测器（E）组成的混合${\it telescope}$。该探测器是为研究（p. $α$）反应的α激发函数而研制的。气体电离室在轴向场模式下工作，测量微分能量损失（$Δ$ E），而剩余能量由硅探测器测量。粒子识别通过实施$Δ$ E-E技术来实现。作为望远镜的探测器的最佳灵敏度已被研究到0.89 MeV的最低能量值的$α$ -粒子与适当的组合的电场和压力或E/p值的电离区域。
2021-08-24 cond-mat.mtrl-sci nucl-ex physics.ins-det
Proton Radiation Damage Experiment on a Hybrid CMOS Detector
我们报告的初步结果的实验，以确定质子辐射损伤对X射线混合CMOS探测器（HCD）的影响。该装置在俄亥俄大学的爱德华加速器实验室用8 MeV质子辐照，总吸收剂量高达3 krad（Si）（4.5 $\times$ 10 $^9$质子/cm $^2$）。然后分析了这种辐射对读噪声、暗电流、增益和能量分辨率的影响。这一曝光是若干曝光中的第一次，这些曝光将用于表征探测器在与深空环境中运行的成像设备相关的吸收剂量水平上的性能。
2018-07-12 astro-ph.IM physics.ins-det
Photon Reconstruction Performance at the CEPC baseline detector
环形正负电子对撞机（CEPC）是一个被提议的Higgs/Z工厂。光子重建是其物理计划的关键。我们研究了在CEPC基线探测器上的光子重建，这是一种面向粒子流的探测器。我们在单光子和双光子样本的客观表现。在单光子样本下，我们量化了光子转换率、差分重建效率和能量分辨率以及识别性能。使用双光子样品，我们的分析表明CEPC基线探测器在$H\toγγ$样品上达到了1.7 - 2.2%的希格斯玻色子的相对质量分辨率，并且可以重建能量高达20 - 30 GeV的$π^0$。我们还研究了几何缺陷对光子能量分辨率的影响，并根据重建光子的位置讨论了可能的修正。
2020-02-21 hep-ex physics.ins-det
Advantages of gated silicon single photon detectors
我们提出了一个门控硅单光子探测器的基础上，市售的雪崩光电二极管。我们的探测器在-30 ° C和-30 V的过量偏压下，在808 nm处实现了45 \pm 5%的光子探测效率，每ns暗计数为2 x 10^-6。我们比较门控和自由运行的探测器，并表明这种操作模式具有显着的优势，在两个有代表性的实验方案：检测一个单一的光子隐藏在微弱的连续光或强脉冲后。我们还探讨，在不同的温度和入射光强度，“电荷持久性”的效果，即检测器点击一段时间后被照亮。
2012-08-21 physics.ins-det quant-ph
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
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
A kilopixel array of superconducting nanowire single-photon detectors
我们提出了一个1024单元的超导纳米线单光子探测器（SNSPD）成像阵列，采用32 × 32的行列复用架构。大阵列对于诸如成像、光谱学或粒子探测的应用是期望的。
2019-08-28 physics.ins-det physics.optics
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
How well can superconducting nanowire single-photon detectors resolve photon number?
本研究利用主成分分析优化超导纳米线单光子探测器的信号处理，实现单双光子明确区分及多光子部分分辨，扩展其应用至光子计数实验。
2023-11-10 physics.ins-det quant-ph
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
Investigating the response of single pad and hybrid pixel detectors (Si, GaAs, CdTe, CZT) for 226Ra and 137Cs
本研究在226Ra和137Cs辐射下，对比了Si、GaAs、CdTe三种半导体材料的像素与单垫探测器的能量分辨率、簇大小及信号幅度对外加电压的依赖特性。
2025-04-03 nucl-ex physics.ins-det
Simulations of Photon Detection in SiPM Number-Resolving Detectors
数分辨单光子探测器对于实现许多创新的量子信息方案是必不可少的。虽然之前已经提出了几种数字鉴别技术，但硅光电倍增管（SiPM）检测器由于其在光学设置中的相当简单的集成而成为有希望的候选者。另一方面，由于依赖于SiPM的几何特性的固有失真，用SiPM检测器获得的光子统计遭受不准确。我们模拟了SiPM探测器的探测过程，并研究了这些失真。我们使用模拟的结果，以解释实验数据和研究的限制，其中可用的模型占上风。
2011-09-04 physics.ins-det quant-ph
Design, production, burn-in and tests of the hybrid circuits of the Upstream Tracker at the LHCb detector
本文介绍了LHCb上游径迹仪前端电子学混合电路的设计、原型制作与生产，该多层聚酰胺基电路专为承载前端ASIC设计，具备优化的供电网络、极小辐射长度及抗辐射硬度，以适应恶劣的数据采集环境。
2023-06-30 hep-ex physics.ins-det
Evolution and Recent Developments of the Gaseous Photon Detectors Technologies
评述了气体光子探测器技术的发展和现状。介绍了该领域几个分支的最新进展，特别是在COMPASS RICH-1上安装和调试了第一个大面积基于MPGD的单光子探测器。报道了新型探测器结构、不同材料和各种应用的研究，并讨论了对可见光气体光子探测器的探索。介绍了气体光子探测器相关技术在低温应用和气体或液体闪烁成像领域的应用进展。
2017-10-25 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
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
Development of next-generation event-driven x-ray hybrid CMOS detectors
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
宾夕法尼亚州立大学联合Teledyne成像传感器研发出下一代事件驱动型X射线混合CMOS探测器，其事件驱动模式有效读出速率达10kHz，性能较全帧模式显著提升，该成果为相关探测器研发提供了新进展。
2026-08-07 astro-ph.IM physics.ins-det
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
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
Unveiling photon statistics with a 100-pixel photon-number-resolving detector
单光子探测器在量子信息科学和量子传感中无处不在。它们是众多科学发现和量子光学基础测试的关键技术。光子数旋转探测器是光的最终测量工具。然而，迄今为止，很少有探测器可以提供高保真的光子数分辨率在几个光子的水平。在这里，我们展示了一个芯片上的检测器，可以解决多达100个光子的时空多路复用的超导纳米线阵列沿单个波导。无与伦比的光子数分辨率与高速响应相结合，使我们能够首次揭示真正的热光源的量子光子统计，这是通过直接测量高阶关联函数g^（N）（N高达15），观察光子减法诱导的光子数增强，以及对相干光源的量子限制态鉴别来实现的。我们的探测器为各种重要的应用提供了一条可行的路线，包括光子量子计算和量子精密测量。
2022-06-28 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
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
Novel electron and photon recording concepts in noble-liquid detectors
我们提出了几个新的电离电子和双折射光子记录的概念，在贵液体探测器，在粒子和天体粒子物理学和其他领域的未来应用。这些涉及单相和双相检测器配置与组合的电致发光和气体和液体介质中的小电荷倍增。
2022-05-09 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
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
Self consistent, absolute calibration technique for photon number resolving detectors
从量子信息和量子精密测量到量子力学的基础，许多应用都需要良好表征的光子数分辨探测器。这提示了在单光子水平上可靠的校准技术的必要性。在本文中，我们提出了一种创新的绝对校准技术的光子数分辨探测器，使用脉冲预示光子源的参数下转换的基础上。该技术是绝对的，不需要参考标准，并且独立于预示检测器的性能。该方法提供了作为探测光子数的函数的预示探测器的量子效率的结果。此外，我们证明了它的有效性，通过执行的过渡边缘传感器为基础的探测器，一个真正的光子数分辨探测器，最近已证明其有效性，在各种量子信息协议的校准。
2011-11-16 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Future Advances in Photon-Based Neutrino Detectors: A SNOWMASS White Paper
我们在这里讨论未来基于光子的中微子探测器的新技术。这些技术几乎涉及此类探测器的各个方面：新的封装材料、装载同位素的新方法、新的光子传感器和收集器、新的模拟和分析方法以及新的前端电子和DAQ理念。特别感兴趣的是能够在混合切伦科夫/闪烁探测器中实现广泛物理程序的技术，例如慢荧光剂，水基液体闪烁体和光子的光谱分选。还讨论了几种新的大规模探测器的想法，包括混合探测器，如Theia，ArTEMIS，和通用的慢荧光探测器，以及非常不同的SLIP和LiquidO的方法来仪表化光子为基础的探测器。还讨论了未来探测器的演示程序，包括ANNIE，Eos和NuDOT。
2022-03-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
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
Method for characterizing single photon detectors in saturation regime by cw laser
我们推导出一个单光子探测器的计数概率的解析表达式，包括后脉冲效应的输入光功率的范围很广。我们确认的表达式的有效性，通过将其拟合到从饱和的商业单光子探测器通过用连续激光照射它获得的数据。从拟合中提取的探测器效率和后脉冲概率与低重复频率的制造规格一致。
2010-03-17 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Certification of the genuine resolution of photon number resolving detectors
University of Geneva（日内瓦大学）；Constructor University（Constructor 大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
提出一种基于相干态探针的可扩展协议，用于认证光子数分辨探测器的真正分辨能力，并在28像素超导纳米线单光子探测器上认证了四结果分辨。
2026-06-15 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Photon Calibration Techniques for High Resolution Cryogenic Detectors
University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL)（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文研究了使用脉冲激光二极管或LED的单能光子标定高分辨率量热探测器响应的方法，通过澄清泊松统计标定中的隐含假设，并分析实际探测器性能偏离这些假设导致的偏差，评估了特定探测器参数对标定的影响。
2026-11-02 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
Integrated-photonic characterization of single-photon detectors for use in neuromorphic synapses
我们展示了几种使用集成光子波导结构同时表征多个波导集成超导纳米线探测器与一个单一的光纤输入的技术。第一组结构允许直接比较具有各种宽度和长度的波导集成检测器的检测器性能。第二种类型的集成光子结构使我们能够实现高动态范围的检测。该装置允许少量的探测器在计数率的许多数量级上对光子进行计数。然而，我们发现-30 dB的杂散光本底将动态范围限制为三个数量级。为了评估探测器在尖峰神经系统中用于突触的效用，我们测量了平均入射光子数范围从小于$10^{-3}$到大于$10$的响应。探测器响应在整个范围内是相同的，这表明基于这些探测器的突触响应将独立于通信脉冲中入射光子的数量。这种二进制响应对于神经系统中的通信是理想的。我们进一步证明，该响应具有线性依赖于偏置电流的输出电流脉冲高度的脉冲高度的可调性高达1.7的一个因素。在整个工作中，我们比较了室温测量和低温测量。该协议表明室温测量可用于确定探测器的重要特性。
2020-11-02 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Machine learning enables experimental access to photon-by-photon arrival times in scintillation detectors
Central Research Laboratory, Hamamatsu Photonics K.K.（Hamamatsu Photonics K.K.中央研究实验室）；Graduate School of Science and Engineering, Chiba University（千叶大学科学与工程研究生院）；Department of Advanced Nuclear Medicine Sciences, National Institutes for Quantum Science and Technology（国家量子科学与技术研究院先进核医学科学系）；J. Crayton Pruitt Family Department of Biomedical Engineering, University of Florida（佛罗里达大学J. Crayton Pruitt家族生物医学工程系）
本研究利用深度学习从探测器波形中直接估计单个光子的到达时间，无需修改探测器结构，通过无监督学习与物理模型结合，实现了时间分辨率提升、相互作用深度相关的光子传输可视化以及切伦科夫与闪烁光子的分类。
2026-05-27 cs.LG physics.ins-det physics.med-ph
Performance of Hybrid NbTiN-Al Microwave Kinetic Inductance Detectors as Direct Detectors for Sub-millimeter Astronomy
在接下来的几十年里，毫米和亚毫米天文学需要大幅面成像阵列和宽带光谱仪，以补充阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列的高空间和光谱分辨率。这些仪器所需的传感器应具有背景有限的灵敏度和高的光学效率，并使阵列的像素大小为数千。由NbTiN和Al组成的混合微波动力学电感探测器已被证明满足这些要求。我们提出了第二代混合NbTiN-Al MKID，这是光子噪声限制的相位和幅度读出负载水平$P_{850GHz} \geq 10$ fW。由于响应度的提高，同相实现的光子噪声水平使我们能够使用最先进的电子设备同时读出大约8000个像素。此外，超导材料的选择和与平面天线组合的Si透镜的使用给予这些谐振器在$0.09 < ν< 1.1$ THz频率范围内操作的灵活性。鉴于这些规格，混合NbTiN-Al MKID将使天文学上可用的千像素阵列亚毫米成像和中等分辨率光谱。
2014-08-14 astro-ph.IM 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
High-efficiency WSi superconducting nanowire single-photon detectors for quantum state engineering in the near infrared
我们报道了基于非晶WSi的高效超导纳米线单光子探测器，并在1064 nm处进行了优化。在1.8 K的工作温度下，我们证明了在这个波长下的暗噪声每秒几个计数的93%的系统检测效率。结合腔增强的自发参量下转换，这种光纤耦合探测器使我们能够产生窄带单光子，具有大于90%的预示效率和高光谱亮度的$0.6\times10^4$光子/（s $\cdot$ mW $\cdot$ MHz）。除了大速率的单光子产生之外，这种高效探测器还为高效的多光子预示和复杂的量子态工程开辟了道路。
2016-11-14 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
