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基于超导纳米线单光子探测器的低噪声平衡零差探测

量子物理 2024-11-12 v2 仪器与探测器

摘要

超导纳米线单光子探测器(SNSPDs)已广泛用于以光子计数实验的形式研究光量子态的离散性质。我们展示了SNSPDs也可用于在 400 kHz400~\mathrm{kHz} 带宽下进行零差探测来研究光量子态的连续变量。利用两个SNSPDs测量本地振荡器的连续波场与真空态场的干涉,我们表明计数率之差的方差在几乎五个数量级上线性正比于本地振荡器的光子通量。由此得到的 (46.0±1.1) dB(46.0\pm1.1)~\mathrm{dB} 散粒噪声抑制比是为平衡光学零差探测器报道的最高抑制比,展示了其在连续波 regime 下测量高度压缩态的潜力。此外,我们测得 CMRR=22.4 dB\mathrm{CMRR}=22.4~\mathrm{dB}。根据联合点击计数统计,我们还测量了弱相干态的相位依赖正交分量,以证明我们器件作为零差探测器的功能。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.16672,
  title  = {Low-noise Balanced Homodyne Detection with Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors},
  author = {Maximilian Protte and Timon Schapeler and Jan Sperling and Tim J. Bartley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.16672},
  year   = {2024}
}

备注

7 pages, 4 figures