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SNSPD 冷读：活动和计划
作为光子探测器：• 可用于从深紫外到中红外时间相关单光子计数的最高性能探测器• 在 1550 nm 处已证实的探测效率高达 98%• 时间抖动低于 3 ps• 有效的零暗计数率• 本征光子数分辨率• 阵列中最大计数率超过 1 Gcps
应用说明
应用说明 光子数分辨探测器 光子数分辨 (PNR) 探测器可以识别一次探测事件中到达的光子数。到目前为止，基于超导纳米线 (SNSPD) 的单光子探测器只能通过将 SNSPD 的多像素阵列连接到读出电路来分辨光子数，读出电路决定同时点击的像素数。但是，对更多像素的需求增加了系统成本，并且增加了多个光子被同一像素吸收的概率，从而减少了光子数信息。Single Quantum 最近改进了 SNSPD 的定时抖动和恢复时间。这为 PNR 提供了一种不太复杂的解决方案：仅使用一个 SNSPD，就可以通过简单的抖动测量来测量 PNR。 测量设置 同时吸收的光子数会影响 SNSPD 电读出脉冲上升沿的斜率。可以通过将 SNSPD 读出脉冲与脉冲激光源进行时间关联来提取此斜率变化。为进行此测量，使用脉冲宽度为 2.3 ps 且重复率低于 SNSPD 恢复时间 ( f rep < 1/(5 τ ) ) 的 1064 nm 脉冲激光器。脉冲激光器的波长并不重要，但脉冲宽度必须比读出脉冲的上升时间短得多，这目前将此方案限制在基于皮秒激光的实验中。激光输出被分成两根光纤。第一根光纤连接到快速光电二极管，产生起始事件。第二根光纤通过衰减器连接到 SNSPD，以降低光功率，使 SNSPD 平均吸收 μ 个光子。SNSPD 通过时间相关装置与光电二极管相关。我们使用带宽为 4 GHz 的 40 GS/s 示波器来关联 SNSPD 和光电二极管。我们的工程师可以协助您为此类测量选择合适的相关电子设备。
超导纳米线的最新进展单...
摘要。Origins空间望远镜任务概念包括一个超高像素到像素稳定性的探测器阵列的系外行驶过渡仪。超导纳米线单光子探测器（SNSPD）有可能由于其数字输出而满足这些严格的稳定性要求。传统上用于近IIR电信波长的应用，SNSPD显示出近乎统一的检测效率，超低的深色计数率和高动态范围。直到最近，还没有证明SNSPD在中红外（MID-IR）波长中的运行，并且还没有证明SNSPD格式仅限于小阵列和活动区域。SNSPD制造技术的最新进展已将SNSPD敏感性推向了7μm以上的波长，并实现了毫米级的活动区域和千叠值阵列。我们在这里报告了这一进展以及开发中IIR天文学应用的超级超导纳米式单光子探测器的前景。©作者。由SPIE发表在创意共享归因4.0未体育许可下。全部或部分分发或复制此工作需要完全归因于原始出版物，包括其DOI。[doi：10.1117/1.jatis.7.1 .011004]
带有定制级联探测器阵列的片上光子计数重构光谱仪
超导纳米线单光子探测器（SNSPD）在不同基底和光子结构上的混合集成在开发基于单光子探测的复杂光子器件方面具有巨大潜力，例如用于单光子级微弱光光谱传感的光子计数重构光谱仪。本文引入SNSPD的级联吸收效应来开发光子计数重构光谱仪。该装置包括作为空间色散元件的罗兰光栅和位于光栅聚焦区域的定制级联SNSPD阵列。SNSPD的光谱响应可以通过其螺旋图案和阵列中的级联吸收进行灵活调制，并以此作为光谱重构的基础。设计和制作了一个原型装置来演示该方案的原理。实验结果表明了通过螺旋图案设计和SNSPD阵列的级联吸收效应调制光谱响应的可行性。它支持波长范围为1,495至1,515 nm的光谱测量和重构，光谱分辨率为0.4 nm。该方案仅通过SNSPD的设计就实现了光谱重构的基础，而无需额外光子结构的光谱调制效应。它为开发高光子利用率的器件提供了一种有趣且有前途的方法。
尤立星* 用于量子信息的超导纳米线单光子探测器
摘要：超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是基于单光子库珀对破缺效应的量子极限超导光探测器，与其他同类探测器相比，具有更高的探测效率、更低的暗计数率、更高的计数率和更低的时间抖动。SNSPD在量子密钥分发、光量子计算等量子信息处理领域有着广泛的应用。本文从量子信息的角度介绍了单光子探测器的要求，以及SNSPD的原理、关键指标、最新性能研究进展等，并介绍了SNSPD在量子信息领域的代表性应用。
斑点不敏感的分形超导纳米线...
斑点是与多空间模式光学元件相关的普遍现象，如果检测器的光响应依赖于极化，则可能会降低检测效率并诱导模态噪声。到目前为止，它们限制了与多模光纤维（MMF）相连的超导纳米线单光子检测器（SNSPDS）的性能。为了解决此问题，在这里，表明将SNSPD构成了分形几何形状对斑点不敏感，并且会产生最小的模态噪声，否则这些噪声依赖于极化依赖性的局部设备的效率和螺旋snspds会引起。使用分形SNSPDS的这种有利特性，当我们将分形SNSPD与50-microter-core-core-core-core-core-core-core-core-core-core-sep-index mmf相提并论时，证明了78±2％的系统检测效率和42-ps的正时抖动。这项工作不仅展示了可以在许多应用中使用的MMF耦合SNSPD的高系统检测效率的方案，而且还提供了有关光电探测器的工程纳米结构如何在从多种空间模式中检测光的光模态噪声的洞察力。
![arxiv：2401.07265v1 [Quant-ph] 2024年1月14日](/simg/g:\will\search\icon\source\e\e05524124b2b8b2904bd1be7db3d54b5351cdf19.webp)
arxiv：2401.07265v1 [Quant-ph] 2024年1月14日
摘要：自2001年首次示威[1]以来，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，而光子数信息则丢失。最近的研究工作证明了原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPD，计数2-5个光子。在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。尤其是，由于高质量的半导体量子点（QDS）[2]和高性能的基于邻峰的量子记忆，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[3]。在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2 photon的Sub-7 PS。更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。通过理论分析，我们表明，通过提高读出电路的信噪比和带宽，仍可以进一步改善检测器的当前PNR性能。我们的结果对于光学量子计算和量子通信的未来都是有希望的。
850–950 nm波长范围
自2001年首次示威以来[Gol'tsman等。，应用。物理。Lett。 79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。 特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ，adv。 选择。 Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ，J。Opt。 19，043001（2017）]。 在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。Lett。79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。 特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ，adv。 选择。 Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ，J。Opt。 19，043001（2017）]。 在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。，adv。选择。Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。，J。Opt。19，043001（2017）]。在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。通过理论分析，我们表明，通过提高我们读取电路的信噪比和带宽，可以进一步改善所证明的检测器的PNR性能。我们的结果对于光学量子计算和量子通信的未来都是有希望的。
高性能光子编号解析850 ...
自2001年首次示威以来[Gol'tsman等。，应用。物理。Lett。 79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。 特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ，adv。 选择。 Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ，J。Opt。 19，043001（2017）]。 在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。Lett。79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。 特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ，adv。 选择。 Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ，J。Opt。 19，043001（2017）]。 在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。，adv。选择。Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。，J。Opt。19，043001（2017）]。在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。通过理论分析，我们表明，通过提高我们读取电路的信噪比和带宽，可以进一步改善所证明的检测器的PNR性能。我们的结果对于光学量子计算和量子通信的未来都是有希望的。
高性能光子编号解析850 ...
自2001年首次示威以来[Gol'tsman等。，应用。物理。Lett。 79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。 特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ，adv。 选择。 Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ，J。Opt。 19，043001（2017）]。 在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。Lett。79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。 特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ，adv。 选择。 Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ，J。Opt。 19，043001（2017）]。 在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。，adv。选择。Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。，J。Opt。19，043001（2017）]。在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。通过理论分析，我们表明，通过提高我们读取电路的信噪比和带宽，可以进一步改善所证明的检测器的PNR性能。我们的结果对于光学量子计算和量子通信的未来都是有希望的。