Оглавление
Условные обозначения 4
Введение 6
Глава 1. Обзор литературы 17
1.1 Детектирование фотонов сверхпроводящей плёнкой . . . . . 17
1.2 Сверхпроводниковый однофотонный детектор SSPD . . . . . 18
1.3 Характеристики SSPD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.4 Разрешение числа фотонов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.5 Увеличение площади SSPD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.6 Полоски микрометровой ширины . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.7 Выбор объекта исследования и постановка задачи . . . . . . 31
Глава 2. Сверхпроводящие мосты микрометровой ширины 34
2.1 Электротермическая модель эволюции нормального домена 34
2.1.1 Тепловая устойчивость нормального домена . . . . . 34
2.1.2 Электротермическая модель . . . . . . . . . . . . . . 37
2.1.3 Проверка аналитическим решением . . . . . . . . . . 40
2.1.4 Результаты численного моделирования . . . . . . . . 42
2.2 Изготовление образцов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.3 Методика измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.3.1 Критическая температура . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.3.2 Критический ток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.3.3 Импульс напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.4 Экспериментальная верификация модели . . . . . . . . . . . 53
2.5 Исследование шунтирующего сопротивления . . . . . . . . . 56
2.6 Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Глава 3. SSPD с полосками микрометровой ширины 60
3.1 Увеличение эффективности детектирования . . . . . . . . . 60
3.1.1 Сгущение линий тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.1.2 Оптический резонатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.2 Изготовление образцов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.3 Методика измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.3.1 Однофотонное детектирование . . . . . . . . . . . . . 65
3.3.2 Эффективность детектирования . . . . . . . . . . . . 67
3.3.3 Мёртвое время и время восстановления . . . . . . . . 69
3.4 SSPD на основе полосок микрометровой ширины . . . . . . . 72
3.5 Моделирование двухфотонного поглощения . . . . . . . . . . 75
2
3.5.1 Длина тепловой связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.5.2 Неодновременное поглощение . . . . . . . . . . . . . . 78
3.6 Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Глава 4. PNR-детектор с полосками микрометровой ширины 82
4.1 Электротермическая модель . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.2 Оптимальная конфигурация . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.3 Точность разрешения фотонов . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.4 Изготовление образцов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.5 Измеренные характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.5.1 Вольт-амперная характеристика . . . . . . . . . . . . 94
4.5.2 Импульсы напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.5.3 Эффективность детектирования . . . . . . . . . . . . 98
4.5.4 Мёртвое время и время восстановления . . . . . . . . 99
4.5.5 Многофотонное детектирование . . . . . . . . . . . . 100
4.6 Восстановление числа фотонов . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.7 Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Заключение 106
Литература 108
