高效率,高计数率的2D超导纳米线单光子探测器阵列

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 光子学是指光子学的使用方法.
• 量子技术 量子技术 量子技术

背景情况:

• 超导纳米线单光子探测器 (SNSPD) 是近红外 (NIR) 和短波红外 (SWIR) 光谱区域中单光子探测的领先技术.
• 为特定应用优化SNSPD设计参数是具有挑战性的,因为性能特征之间的权衡.

研究的目的:

• 为SWIR光谱区域展示一个实用的,独立的,自由空间合的64像素SNSPD阵列系统.
• 在所有操作参数上实现高性能,包括检测效率,暗计数率,定时动和计数率.

主要方法:

• 制造一个8 × 8 SNSPD阵列,在30微米的距离上有27.5 × 27.8微米的像素,达到85%的填充系数.
• 在波长为1550nm的系统性能的描述,包括光子检测效率,系统检测效率 (SDE),暗计数率,动和交叉声.

主要成果:

• 统一的平均每像素光子检测效率>77.7%,在1550nm的总体SDE为65%.
• 实现了每像素15cps的低暗数率和每像素112ps的平均全宽半最大 (FWHM) 动.
• 证明了3dB的最大计数率为645mcps,在0.1%的水平上没有交叉声的证据.

结论:

• 开发的64像素SNSPD阵列系统为SWIR应用提供了高性能.
• 该摄像头系统适用于生物医学成像,量子通信以及远程LiDAR和3D成像中的皮秒时间分辨率测量.