Large-area SNSPD with a high count rate enhanced by a discharge acceleration circuit

纳米线 探测器 光电子学 材料科学 光学 偏压 物理 电压 量子力学
作者
Jingrou Tan,Haochen Li,Labao Zhang,Tianhao Ji,Hui Li,Yue Fei,Biao Zhang,Shuya Guo,Yanqiu Guan,Qi Chen,Xuecou Tu,Qingyuan Zhao,Xiaoqing Jia,Jian Chen,Lin Kang,Peiheng Wu
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:123 (14) 被引量:4
标识
DOI:10.1063/5.0163627
摘要

A large-area single-photon detector with a high maximum count rate (MCR) is expected by LiDAR application for a large dynamic range and high coupling efficiency. Superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) are very competitive for high quantum efficiency at near infrared wavelengths. However, it is a great challenge to balance the efficiency, area, and MCR of SNSPDs due to the long superconducting nanowire architecture. In this article, we design a large-area SNSPD with a high MCR for LiDAR applications. The SNSPD has four independent channels, and each of them is composed of four parallel nanowires. The photosensitive area has a diameter of 60 μm and can be coupled with a 200-μm multimode fiber through a lens. At the same time, we analyze the origin of the detector latching under high count rates and propose a discharge acceleration circuit to alleviate it. In the experiment, an MCR of 147 Mcps is achieved in this SNSPD. The product of area and MCR for each channel of this SNSPD is twice higher than previously reported results. We highlight that this work is of great significance for the application of SNSPD in LiDAR.
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