Быстродействующий однофотонный детектор на основе тонкой сверхпроводниковой пленки NbN

• Автор: Минаева, Ольга Вячеславовна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление
Список сокращений и условных обозначений
Введение
Глава 1. Обзор литературы. Механизм работы однофотонного сверхпроводникового детектора (ЭБРО)
1.1 Однофотонные детекторы видимого и ИК диапазонов
1.2 Процессы образования неоднородных резистивных состояний
в сверхпроводящих пленках
1.3 Механизм работы однофотонного сверхпроводникового детектора
1.4 Форма и длительность импульса
Глава 2. Методы отбора образцов и методики экспериментов по исследованию характеристик однофотонного сверхпроводникового детектора
2.1 Методика отбора образцов
2.2 Учет влияния ’’повторных” импульсов на величину квантовой эффективности
2.3 Экспериментальная установка и методика эксперимента по исследованию зависимости квантовой эффективности и скорости темновых срабатываний при температурах 4.2, 3.2 и
К от тока смещения
2.4 Методика исследования джиттера БЗРБ по схеме совпадений
(старт-стоп система)

2.5 Выводы

Глава 3. Квантовая эффективность, скорость темнового счета и эквивалентная мощность шума БЭРО при рабочих темпе-
ратурах 2 - 4.2К
3.1 Зависимость квантовой эффективности ББРБ от транспортного тока при температурах 4.2, 3.2 и 2 К
3.2 Зависимость скорости темповых срабатываний от транспортного тока при разных рабочих температурах
3.3 Эквивалентная мощность шума БЭРБ при рабочей температуре 2К
3.4 Выводы
Глава 4. Исследование временных параметров и способы увеличения быстродействия однофотонного сверхпроводнико-
вого детектора
4.1 Исследование джиттера ЭЭРБ по схеме совпадений (старт-
стоп система)
4.2 Способы увеличения быстродействия однофотонного сверх-
проводникового детектора
4.3 Ультрабыстрый однофотонный сверхпроводниковый детектор
4.4 Выводы
Глава 5. Применение однофотонных сверхпроводниковых детекторов в квантовой оптике и биофотонных исследованиях
5.1 Литературный обзор применений однофотонных сверхпроводниковых детекторов ИК диапазона
5.2 Экспериментальная демонстрация преимуществ применения SSPD в оптической когерентной томографии (ОКТ)
5.3 Экспериментальная демонстрация применения SSPDs в квантовой оптической когерентной томографии (KOKT)
5.4 Анализ перспектив применения однофотонных сверхпровод-никовых детекторов излучения в биофотонных исследованиях
5.5 Выводы
Заключение
Список публикаций автора
Литература

(в) процесс термализации
(б) рекомбинация квазичастиц

Иу » 2Л
(в) разрушение пар фононами
(г) уход фононов в подложку
Рис. 1.2. Процесс поглощения фотона сверхпроводниковой пленкой
Последовательность процессов, протекающих в сверхпроводящей полоске после поглощения фотона, поясняет рис. 1.3 [15, 34, 37, 5]. Если энергия фотона достаточно велика, эффективная температура электронного газа в горячем пятне в некоторый момент времени превосходит Тс и образуется нормальная область. Затем, из-за диффузии квазичастиц размеры нормальной области увеличиваются, а эффективная электронная температура в её центре снижается. Горячее пятно будет расширяться, оставаясь в нормальном состоянии, до тех пор, пока тепловой поток из центра к периферии сможет поддерживать на её границах электронную температуру выше Тс. Дальнейшее остывание электронной подсистемы будет сопровождаться возвращением плёнки в сверхпроводящее состояние [6].
Т.к. радиус горячего пятна много больше толщины сверхпроводящей пленки, процесс описывается радиальным в цилиндрической системе коор-