非线性动态电感传感器

本文提出了电磁辐射非线性动态电感传感器(NKIS)的概念。该想法基于混合超导体/正常金属(SN)桥在电流$I^*<I_{dep}$（$I_{dep}$为混合物的拆对电流）和温度$T^*$远小于临界温度$T_c$时，其动态电感$L_k \sim dq/dI$（$\hbar q$为超导电子动量，$I$为超流）的发散特性。这使得在电流偏置状态下，当$I\simeq I^*$时，即使电子温度有微小升高，SN桥两端也能产生很大的相位差$\delta \phi$变化。$\delta \phi$的出现伴随着电流和穿过耦合超导环的磁通量的变化，这可以借助超导量子干涉器件(SQUID)进行测量。在某些方面，所提出的传感器可被视为转变边缘传感器(TES)的超导对应物，后者的工作基于$T_c$附近很大的导数$dR/dT$（$R$为电阻）。因为在$I \simeq I^*$时SN桥处于无能隙状态，所以检测的电磁辐射没有频率下限。我们的计算表明，这种传感器可以在单光子状态下运行，并检测频率$\nu \gtrsim$ 10 GHz的单光子。我们论证了SN桥的非平庸依赖关系$I(q)$也可用于连续电磁辐射探测器、电流和磁场传感器。