Approaching pixel-level readout of SNSPD array by inductor-shaping pulse

像素 光学 物理 探测器 多路复用 点间距 光电子学 计算机科学 电信
作者
Yanqiu Guan,Haochen Li,Biao Zhang,Daxing Dong,Hao Wang,Qi Chen,Shuya Guo,Biao Zhang,Xiao Zhang,Zhuolin Yang,Xuecou Tu,Qing-Yuan Zhao,Xiaoqing Jia,Jian Chen,Lin Kang,Peiheng Wu
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:123 (4)
标识
DOI:10.1063/5.0159725
摘要

Although many multiplexed arrays of a superconducting nanowire single-photon detector (SNSPD) have been reported, it is still a major challenge to develop pixel-level readout arrays with high efficiency, parallel detection, and fast processing for real-time imaging. Here, we report a SNSPD array with inductor-shaping pulses for approaching the pixel-level readout. Optimized inductors are introduced to shape the output pulses of each pixel, and the response pulses of all pixels are synthesized in a series-connected structure. Then, the on/off states of all pixels can be encoded to the widths, amplitudes, and areas of the output pulses by the single-channel readout. This proposal is verified by a 4-pixel SNSPD array and a 16-pixel SNSPD array. It shows that the array not only inherits the features of the single-pixel SNSPD, such as photosensitive area, filling factor, quantum efficiency, and dark count rate, but also implements parallel operation of all pixels, which is always confused in traditional multiplexed SNSPD arrays. At the same time, the single-channel readout simplifies the system, and the serial digital signal converted from the shaped pulse enabled an easy and fast readout process, paving the way for high performance and real-time imaging.
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