宽带高效超导纳米线单光子探测器的设计
仪器与探测器
2016-06-22 v1 超导电性
光学
摘要
本文研究了几种使超导纳米线单光子探测器的吸收效率最大化的设计。使用由金镜和 SiO2 层组成的简单光学腔，吸收效率可提升至超过 97%：该结果通过实现一个在 1.31 微米处具有 85% 整体系统探测效率的基于 NbTiN 的探测器得到了实验证实。计算表明，通过将纳米线夹在两层介电抗布拉格反射镜之间，对于优化结构可在峰值波长处实现完全吸收（> 99.9%）。为实现宽带高效率，考虑了一种不同的方法：波导耦合探测器。本工作的计算表明，通过正确设计波导和纳米线的尺寸，可设计出在数百纳米波长范围内吸收超过 95% 入射光子且对偏振不敏感的探测器。我们提出了一种利用 GaN/AlN 波导的探测器设计，因为这些材料允许 Nb(Ti)N 薄膜的晶格匹配外延沉积，并且在极宽波长范围内透明。
引用
@article{arxiv.1602.06846,
title = {Design of broadband high-efficiency superconducting-nanowire single photon detectors},
author = {Luca Redaelli and Gabriele Bulgarini and Sergiy Dobrovolskiy and Sander N. Dorenbos and Val Zwiller and Eva Monroy and Jean-Michel Gérard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.06846},
year = {2016}
}