超导谐振器中的非平衡超导

我们计算了低温超导谐振器SR（工作温度远低于其转变温度Tc）的探测信号光子产生的非平衡准粒子和声子分布f(E), n(Ω)，其中E和Ω分别是准粒子和声子能量，随着单位体积吸收的探测功率Pabs的变化。计算给出了速率方程估计的见解，表明对于典型的读出功率，准粒子分布可能被驱动远离热平衡值。从f(E)计算了驱动的准粒子数密度Nqp和寿命τr。使用Nqp定义了一个有效温度T_N^*来描述驱动的f(E)。将寿命与T_N^*下的分布平均热寿命进行了比较，发现一致性良好，通常在百分之几以内。我们使用f(E)对代表性SR进行建模。找到了复电导率，从而得到了实验测量的前向散射参数S21随Pabs变化的频率依赖性。在所有研究的情况下，非平衡S21不能通过升高温度T_{21}^*的热分布准确建模，该热分布具有更高的品质因子，并且对于低Pabs，T_{21}^* ~ T_N^*。使用τr和Nqp，我们确定了用作探测器的谐振器可达到的噪声等效功率随Pabs的变化。推导了T_N^*作为Pabs函数的更简单表达式，这些表达式很好地描述了T_N^*以及Nqp和τr。我们得出结论：来自探测器的多光子吸收增加了准粒子数量超过热背景，并最终限制了谐振器可达到的NEP。