利用传输线和阻抗模型阐明超导条带单光子探测器中光学腔的工作机制

《Scientific Reports》：Elucidating mechanism of optical cavities in superconducting strip single photon detectors using transmission line and impedance models

　　

摘要

我们利用传输线模型和阻抗模型阐明了带有光学腔的超导条单光子探测器（SSPDs）的物理机制。通过引入传输线模型，我们推导出了带有光学腔的SSPDs的吸收率的解析公式。我们将这些解析公式计算得到的吸收率与单侧、双侧以及介质多层光学腔的SSPDs的数值模拟结果进行了比较，发现两者结果非常接近。进一步引入阻抗模型后，我们清楚地看到：当带有光学腔的SSPDs的输入阻抗与输入介质的阻抗相匹配时，其吸收率达到最大值。本研究提出的设计理念也可应用于其他超导探测器，例如微波动态电感探测器和过渡边缘传感器。