Эффект однофотонного детектирования оптического и ИК излучений в тонких сверхпроводящих NbN пленках

• Автор: Окунев, Олег Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.03, 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

1.1 Образование горячего пятна при поглощении кванта ИК излучения тонкими сверхпроводящими плнками ЬМ.
1.2 Воздействие электрического тока на локальные возбуждения сверхпроводящего состояния в узких мостиках.

1.3 Однофотонный детектор на фотоиндуцированных центрах проскальзывания фазы.

Глава II. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Технология изготовления и методы отбора исследуемых образцов.

2.2 Экспериментальная установка.

2.3 Методы измерения основных характеристик однофотонных детекторов.

Глава III. КВАНТОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОДНОФОТОННОГО СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ДЕТЕКТОРА НА ОСНОВЕ ТОНКОЙ ЫЬЫ ПЛНКИ.
3.1 Эффект однофотонного детектирования оптического и ИК излучений в тонких сверхпроводящих ИБИ плнках. Однофотонный и многофотонный процессы детектирования.

3.2 Исследование зависимости квантовой эффективности от величины рабочего тока.

3.3 Исследование зависимости квантовой эффективности от геометрических размеров однофотонного детектора.
5






3.4 Исследование спектральной зависимости квантовой эффективности. Оценка границы частотного диапазона чувствительности сверхпроводящего однофотонного ИЬЫ детектора.
Выводы
Глава IV. БЫСТРОДЕЙСТВИЕ ОДНОФОТОННОГО СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ДЕТЕКТОРА НА ОСНОВЕ ТОНКОЙ ЫЬИ ПЛНКИ.
4.1 Величина и форма импульса однофотонного сверхпроводящего детектора на основе тонкой ЫЬИ плнки.
4.2 Исследование задержки отклика однофотонного сверхпроводящего детектора на основе тонкой Ы плнки после поглощение кванта света.
4.3 Исследование джиттера однофотонного сверхпроводящего детектора на основе тонкой ЫЬЫ плнки.
Выводы
Глава V. ПРИМЕНЕНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ОДНОФОТОННОГО ДЕТЕКТОРА НА ОСНОВЕ ТОНКОЙ ЫЬИ ПЛНКИ В ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ МИКРОСХЕМ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА.
ЛИТЕРАТУРА


Исследована форма и длительность отклика сверхпроводящего однофотонного детектора на поглощение фотона. Форма и длительность импульса напряжения, вырабатываемого детектором, не зависят от энергии поглощнного фотона. Импульс имеет резко нарастающий передний фронт. Время нарастания 0 пс определяется измерительной аппаратурой. Время спада заднего фронта определяет длительность всего отклика. Быстродействие детектора зависит от параметров внешней схемы включения, и в настоящей работе достигало ЗООпс. Обнаружена задержка отклика однофотонного детектора по отношению к моменту поглощения фотона. Длительность задержки составляет около пс. Показано, что задержка обусловлена временем подавления сверхпроводимости в тонкой плнке под действием электрического тока. Измерен джиттер однофотонного детектора. Величина джиттера, для исследованных в работе структур, составляла около пс. Проведена оценка влияния на величину джиттера температурных и токовых флуктуаций, а также возможных неоднородностей по длине сверхпроводящей полоски. Проведено сопоставление результатов исследования с теоретической моделью работы однофотонного детектора, основанной на эффекте образования фотоиндуцированных центров проскальзывания фазы. Показано, что эта модель хорошо описывает наблюдаемое явление и дат правильные средние значения измеряемых величин. Вместе с тем отмечается, что теория не в полной мере учитывает случайный характер квантовых процессов и требует дальнейшего развития для описания наблюдаемых статистических распределений.