2010 Fiscal Year Annual Research Report
単一磁束量子ディジタル信号処理による超伝導ナノワイア光子検出器高性能化の研究
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20360165
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
寺井 弘高 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究センターナノICTグループ, 主任研究員 (10359094)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
王 鎮 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究センターナノICTグループ, グループリーダー (70359090)
三木 茂人 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究センターナノICTグループ, 主任研究員 (30398424)
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| Keywords | 超伝導 / 光子検出器 / ナノワイア / 単一磁束量子論理回路 / ディジタル信号処理 |
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| Research Abstract |
平成21年度までに設計・動作確認を行ったSSPD/SFQインターフェース回路を、実際にSSPDと接続し、SSPDの出力信号からSFQパルスへの変換動作試験を行った。最初の実験では、SSPDは冷凍機で冷却し、SFQ回路は平成21年度に作製した高周波プローブを液体ヘリウムに浸して冷却した。SSPDとSFQ回路は広帯域な同軸ケーブルを用いて接続した。まず、SSPDとSFQ回路を接続した状態で、SFQ回路のエラーレートを調べるため、1秒間に1,000,000個の光パルスをSSPDに入力した。ここで、SSPDのエラーを無視できるレベルにするため、1パルス当たりの光子数は10^5個とした。その結果、SSPDへのバイアス電流が18μA以上で、10^<-5>以下のエラーレートでSFQパルスに変換されていることが確認された。次に、SSPDの検出効率のバイアス電流依存性を測定し、SSPD/SFQインターフェース回路を接続した場合としない場合で、ほぼ同じ検出効率曲線が得られた。ただし、SSPDとSFQ回路を3m程度の同軸ケーブルで接続しているため、SFQ回路からの戻りパルスの影響により、SSPDが通常の測定よりもラッチしやすい傾向が見られた。そこで、SSPDとSFQ回路を同じ冷凍機に実装し、10cm程度の同軸ケーブルで接続した状態で、同様の実験を試みた。その結果、SSPD/SFQインターフェース回路を接続した場合としない場合で、ほぼ同じ検出効率曲線が得られ、しかも通常測定よりもラッチしづらいことがわかった。2個のSSPDをSFQ回路に接続し、2つの出力のORをとる動作についても実証し、SFQ回路がSSPDアレーの信号処理回路として使用できることを示した。
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