超導探測器整體結(jié)構踱蛀、超導單光子探測器探測原理窿给、超導單光子探測器探測效率計算。
在之前眾多的文章中率拒，我們從探測器的整體使用崩泡、單個控制模塊、脈沖整形模塊猬膨、新舊版控制器等許多方面介紹了SSPD角撞，相信大家對
這款探測器比較熟悉了。這篇文章中勃痴，將更加深入的了解這款探測器谒所。
探測器主要有以下幾部分組成：探測器腔體、壓縮機睦焕、偏置電流控制器汇在、氦氣管睦尽。其中探測
器腔體主要有：外殼、冷頭尖淘、SSPD芯片以及同軸線纜等部件；偏置電流控制器有新舊兩個版本衫贬，主要有低噪放大器德澈、偏置電流控制
器、顯示等部分固惯；納米芯片安裝在探測器腔體中梆造。
探測器芯片需要工作在超低狀態(tài)，使得芯片可以工作在超導態(tài)葬毫。因此整套系統(tǒng)都是圍繞這一點工作镇辉；首先為了芯片可以工作在比較好的
狀態(tài)下，需要將腔內(nèi)的空氣排空贴捡，達到一定的真空條件忽肛；這時候壓縮機配合冷頭，使用液氦作為制冷劑將溫度降到2.2K以下烂斋。這時候
的環(huán)境可以滿足納米芯片工作環(huán)境屹逛。
我們上面所說的納米芯片，是在超導汛骂、超薄材料上刻蝕出小于200nm寬度的納米線罕模，這樣
超薄、超窄的納米線帘瞭，可以保證快速的熱弛豫過程淑掌。對于光子到脈沖的轉(zhuǎn)換過程我們看下面這幅圖，展示了光子打在超導材料上蝶念，產(chǎn)生
熱點變?yōu)橛凶钁B(tài)抛腕，再轉(zhuǎn)變到超導態(tài)的整個過程芋绸。
在超導態(tài)下，納米芯片的兩端沒有產(chǎn)生電壓差或者說電壓差很小担敌，這時候摔敛，打入一個光子，在材料上產(chǎn)生熱點柄错，隨著能量的釋放舷夺，原本
沒有電壓差的兩端，這時候產(chǎn)生了電壓差售貌，并且電壓差持續(xù)增大给猾，直到這個熱點的能量逐漸降低，也就是說的熱弛豫過程颂跨，完成這一過
程后敢伸，超導態(tài)逐漸恢復，兩端的電壓逐漸減小恒削，如果將脈沖放大池颈，我們得到下圖的脈沖信號。
從上面的原理簡述中钓丰，我們暫時還看不到探測效率如何躯砰。對于探測效率更共識的一種做法如下。使用功率計測試入射光的功率P1携丁，再
使用可調(diào)衰減器衰減一定值再經(jīng)過計數(shù)器獲得1s內(nèi)的光子數(shù)琢歇；測得的光子數(shù)與功率P1對應的光子數(shù)的比值便是探測器的探測原理；一
般地梦鉴，在1550nm波段李茫，12.8pw約包含有10^8個光子數(shù)；此時肥橙，若衰減20dB,理論最大光子數(shù)為10^6個光子數(shù)魄宏，根據(jù)計數(shù)器顯示
值，除以10^6便可得出探測效率存筏；對于探測效率宠互，受外界影響的比較大，比如光纖連接器之間的耦合效率椭坚、光纖到納米芯片的耦合效
率以光的偏振等影響予跌，因此需要根據(jù)實際情況，做出適當?shù)恼{(diào)整藕溅。
而探測效率與暗計數(shù)受偏置電流影響比較大匕得，偏置電流越大理論可以獲得更高的探測效率继榆，但是暗計數(shù)此時巾表，又會急劇增加汁掠。因此這兩
者之間也要取一個中間點。暗計數(shù)集币、探測效率與偏置電流如下考阱。
因此為了提高效率，我們需要盡可能的減少光纖在耦合時的耦合效率鞠苟，以及調(diào)整最優(yōu)的偏振方向乞榨。
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