双模热力学型超导纳米线单光子探测器
仪器与探测器
2025-03-24 v2 天体物理仪器与方法
高能物理 - 实验
量子物理
摘要
提出一种双操作模式的纳米线单光子探测器 (SNSPD)。在传统的Geiger模式下，传感器在温度远低于临界温度Tc时工作，作为事件计数器，忽略光子 impinging 在传感器上的数量敏感性。在热力学模式下，探测器在温度接近Tc时运行，显示出15至250个吸收光子能量等效量的热力学灵敏度，光子束波长为515 nm。在该能量敏感模式下，光子吸收导致SNSPD产生焦热效应，使其部分呈电阻状态，且无需触发即可工作。根据具体应用需求，可通过调节样品温度和偏置电流（使用相同的读出系统），使SNSPD可在两种模式之间快速切换。在热力学模式下，观察到SNSPD的恢复时间短于Geiger模式，最低可达560 ps。双模SNSPD可能在光谱学和热力学测量中提供重要进展，这些领域都要求精确计时、光子计数和能量分辨率。
引用
@article{arxiv.2410.10280,
title = {Dual-Mode Calorimetric Superconducting Nanowire Single Photon Detectors},
author = {Hsin-Yeh Wu and Marc Besançon and Jia-Wern Chen and Pisin Chen and Jean-François Glicenstein and Shu-Xiao Liu and Yu-Jung Lu and Xavier-François Navick and Stathes Paganis and Boris Tuchming and Dimitra Tsionou and Feng-Yang Tsai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.10280},
year = {2025}
}
备注
Manuscript prepared for APL