用于神经形态突触的单光子探测器的集成光子学表征
仪器与探测器
2020-11-11 v2 应用物理
光学
摘要
我们展示了几种使用集成光子波导结构的技术，通过单根光纤输入同时表征多个波导集成的超导纳米线探测器。第一组结构允许直接比较具有不同宽度和长度的波导集成探测器的性能。第二种演示的集成光子结构使我们能够实现高动态范围的探测。该器件允许少量探测器在计数率跨越多个数量级的情况下计数光子。然而，我们发现-30 dB的杂散光本底将动态范围限制在三个数量级。为了评估这些探测器在脉冲神经系统中用于突触的实用性，我们测量了平均入射光子数从小于到大于范围内的响应。探测器响应在整个范围内是相同的，表明基于这些探测器的突触响应将与通信脉冲中的入射光子数无关。这种二进制响应是神经系统通信的理想选择。我们进一步证明，该响应的输出电流脉冲高度与偏置电流呈线性依赖关系，脉冲高度可调谐性高达1.7倍。在整个工作中，我们将室温测量与低温测量进行了比较。这种一致性表明，室温测量可用于确定探测器的重要特性。
引用
@article{arxiv.2006.07470,
title = {Integrated-photonic characterization of single-photon detectors for use in neuromorphic synapses},
author = {Sonia M. Buckley and Alexander N. Tait and Jeffrey Chiles and Adam N. McCaughan and Saeed Khan and Richard P. Mirin and Sae Woo Nam and Jeffrey M. Shainline},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.07470},
year = {2020}
}