為(wei) 什麽(me) 在超導態可以探測到單光子?超導探測器在探測到單光子都發生了什麽(me) ?
單光子是光的最小能量單元。常見單光子探測器根據光電效應製作而成,這種機製的主要是雪崩二極管,由於(yu) 其探測效率低、暗計數比
較大,限製其国产成人在线观看免费网站。而工作於(yu) 超導態的單光子探測機理在100年以前已經被發現,隨著近代微電子、微加工技術的出現,使得超導單光
子探測器才成為(wei) 可能。超導單光子探測器(SSPD)由納米帶隙形式的超薄超導膜組成。
為(wei) 了更高效的探測單光子,該帶隙通常被做成曲線型。為(wei) 了可以產(chan) 生電脈衝(chong) ,在超導帶加DC電流偏置,形成超導臨(lin) 界態。當窄帶隙吸
收光子後,形成具有非平衡濃度的準粒子區域。 此時,電流密度超過臨(lin) 界水平,並在納米帶上形成電阻區域。
該電阻區域是由於(yu) 單光子在該位置打破了該點超導態,形成一個(ge) 熱點,熱點在此處表現出電阻態,該電阻的形成,以至於(yu) 在超導帶兩(liang) 側(ce)
形成了可測量的電壓勢壘,此時便可以對外表現出脈衝(chong) 信號;在熱點處,由於(yu) 超導狀態被打破,此處的能量會(hui) 通過一係列的弛豫過程向
材料的襯底走,進而再次達到平衡狀態;
熱點形成到消失
產(chan) 生的電壓脈衝(chong) 表示檢測到光子
NbN超導檢測器具有極低的時序抖動,其光譜靈敏度範圍從(cong) 可見光到中紅外範圍。
SSPD的暗計數率極低,通常低於(yu) 每秒1個(ge) 計數,並且沒有後脈衝(chong) 。
檢測器的有效麵積約為(wei) 10 um2
探測效率與(yu) 暗計數
係統組成
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