超导纳米线单光子探测器探测机制模型的数值分析

超导纳米线单光子探测器 (SNSPD) 中光子探测的微观机制仍存在争议。我们提出了一种简单而有力的理论模型，用以识别不同竞争探测机制之间的本质差异。该模型基于光子吸收后的准粒子倍增与扩散过程。随后，我们利用计算得出的准粒子云的空间和时间演化，确定了三种不同探测机制的探测判据，分别基于正常导电斑点的形成、有效去配对临界电流降低至偏置电流以下以及涡旋穿越情景。我们的所有计算结果以及与实验数据的对比均强烈支持涡旋穿越探测机制，即涡旋和反涡旋从超导带边缘进入并随后穿越该区域，从而触发可探测的正常导电域。因此，这些结果有助于揭示超导纳米线中光子探测的微观机制。