超导纳米线单光子探测器的分布式电学模型
应用物理
2018-08-29 v1
摘要
为了分析超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的开关动力学与输出性能，通常将该纳米线建模为与一个由光子吸收引起的时变电阻串联的电感。我们近期的实验结果表明，由于动力学电感效应，对于由足够长纳米线制成的 SNSPD，其几何长度可媲美甚至长于输出脉冲所含频率的有效波长。换言之，超导纳米线可表现为分布式传输线，使得读出脉冲依赖于光子探测位置及纳米线的传输线特性。在此，我们建立了超导纳米线的分布式模型，并应用于模拟设计为共面波导的长纳米线的输出性能。我们将此共面波导几何结构与传统的曲折纳米线几何结构进行比较。仿真结果与我们的实验观测吻合良好。借助该分布式模型，我们讨论了纳米线微波设计的重要性，以及阻抗匹配如何影响输出脉冲形状。我们还讨论了分布式模型如何影响光子触发的电阻性热点的增长与衰减。
引用
@article{arxiv.1805.05601,
title = {A distributed electrical model for superconducting nanowire single photon detectors},
author = {Qing-Yuan Zhao and Daniel F. Santavicca and Di Zhu and Brian Noble and Karl K. Berggren},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.05601},
year = {2018}
}