GB/T 42747-2023超導(dǎo)條帶光子探測(cè)器暗計(jì)數(shù)率

ICS29050

CCSL.15

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T42747—2023

超導(dǎo)條帶光子探測(cè)器暗計(jì)數(shù)率

Superconductingstripphotondetector—Darkcountrate

IEC61788-22-32022Suerconductivit—Part22-3Suerconductinstri

(:,py:pgp

hotondetector—DarkcountrateMOD

p,)

2023-05-23發(fā)布2023-12-01實(shí)施

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/T42747—2023

目次

前言

…………………………Ⅰ

引言

…………………………Ⅱ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術(shù)語(yǔ)和定義

3………………1

符號(hào)

4………………………3

原理

5………………………3

設(shè)備

6………………………4

器件封裝

6.1……………4

低溫系統(tǒng)

6.2……………4

測(cè)試系統(tǒng)

6.3……………5

測(cè)試步驟

7…………………5

溫度測(cè)量

7.1……………5

轉(zhuǎn)變電流測(cè)量

7.2………………………6

暗計(jì)數(shù)率測(cè)量

7.3………………………6

標(biāo)準(zhǔn)不確定度

8……………7

類不確定度

8.1A………………………7

類不確定度

8.2B………………………7

不確定度概算表

8.3……………………8

不確定度要求

8.4………………………8

測(cè)試報(bào)告

9…………………9

被測(cè)樣品的標(biāo)識(shí)

9.1……………………9

測(cè)試條件和結(jié)果

9.2……………………9

各種可選報(bào)告

9.3………………………9

附錄資料性本文件與結(jié)構(gòu)編號(hào)對(duì)照情況

A()IEC61788-22-3:2022………………10

附錄資料性循環(huán)比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

B()……………………11

待測(cè)樣品封裝

B.1………………………11

測(cè)試條件

B.2……………11

測(cè)試結(jié)果

B.3……………11

參考文獻(xiàn)

……………………15

GB/T42747—2023

前言

本文件按照標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第部分標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件修改采用超導(dǎo)電性第部分超導(dǎo)條帶光子探測(cè)器暗計(jì)數(shù)

IEC61788-22-3:2022《22-3:

率

》。

本文件與相比在結(jié)構(gòu)上有較多調(diào)整兩個(gè)文件之間的結(jié)構(gòu)編號(hào)變化對(duì)照

IEC61788-22-3:2022,。

一覽表見(jiàn)附錄

A。

本文件與的技術(shù)差異及其原因如下

IEC61788-22-3:2022:

增加了對(duì)的規(guī)范性引用以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件見(jiàn)第章

———GB/T2900.100—2017,(3)。

本文件做了下列編輯性改動(dòng)

:

增加了附錄資料性本文件與結(jié)構(gòu)編號(hào)對(duì)照情況

———A()“IEC61788-22-3:2022”。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任

。。

本文件由中國(guó)科學(xué)院提出

。

本文件由全國(guó)超導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口

(SAC/TC265)。

本文件起草單位中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所賦同量子科技浙江有限公司中國(guó)

:、()、

科學(xué)院物理研究所南京大學(xué)天津大學(xué)

、、。

本文件主要起草人楊曉燕尤立星黃佳張成俊鄭東寧張蠟寶胡小龍

:、、、、、、。

Ⅰ

GB/T42747—2023

引言

利用超導(dǎo)電性能進(jìn)行很多物理量的超高靈敏度的傳感或測(cè)量中列出了多種

。GB/T39722—2020

超導(dǎo)傳感器和探測(cè)器其中超導(dǎo)條帶光子探測(cè)器就

。,(Superconductingstripphotondetector,SSPD)

是其中一種

。

條帶探測(cè)器的一種典型基本結(jié)構(gòu)是超導(dǎo)曲折線結(jié)構(gòu)例如在厚度小于的超導(dǎo)薄膜上制作

,,10nm

出線寬幾十納米或幾百納米長(zhǎng)度約幾毫米的條帶其結(jié)構(gòu)為納米尺度在中

,。。GB/T30544.1—2014

定義了納米尺度的長(zhǎng)度范圍是因?yàn)橛幸痪S長(zhǎng)度為納米尺度的物體即是納米物體所以

1nm~100nm。,

超導(dǎo)曲折線歸類為納米物體

。

通常用納米線來(lái)表示超導(dǎo)曲折線但本文件不推薦使用在詞匯中納米線被定義為電導(dǎo)

“”,。ISO,

或半導(dǎo)的納米纖維在外部維度上有兩維是納米尺度且第三維尺度大很多而前兩維的尺度差異通常

,。

要小于倍如果前兩維差異過(guò)大那就使用納米片納米緞或納米帶來(lái)表述曲折線結(jié)構(gòu)然而

3。,“”“”“”。,

在電子學(xué)領(lǐng)域這些術(shù)語(yǔ)不太常用除此之外對(duì)納米物體的定義中超導(dǎo)曲折線的結(jié)構(gòu)也許不符合

。,ISO,

常用的線的結(jié)構(gòu)因?yàn)榫€需要有圓形的橫界面雖然在有些例子中納米線的形狀符合定義如線

,。ISO,

的厚度寬度但是從單光子探測(cè)原理的理論方面來(lái)看條帶比納米線更合理寬度遠(yuǎn)

5nm、15nm,,“”“”:

大于超導(dǎo)相干長(zhǎng)度且具有兩維特性所以將超導(dǎo)曲折線結(jié)構(gòu)中一直用的名稱納

。,GB/T39722—2020“

米線替換成了條帶根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的定義將條帶類型的探測(cè)器統(tǒng)一成超導(dǎo)條帶光子探測(cè)器

”“”。,[supercon-

或者超導(dǎo)納米條帶光子探測(cè)器本文件中將使用

ductorstripphotondetector(SSPD)],(SNSPD)。

的簡(jiǎn)稱

SSPD。

通常在遠(yuǎn)低于其轉(zhuǎn)變溫度時(shí)工作并偏置在接近臨界電流區(qū)域光子探測(cè)的機(jī)理是超導(dǎo)庫(kù)

SSPD,。

珀對(duì)被拆散導(dǎo)致熱點(diǎn)或渦旋運(yùn)動(dòng)的形成從而產(chǎn)生電熱有阻區(qū)明確統(tǒng)一的探測(cè)模型目前并沒(méi)有完全

,。

建立目前主流的模型是熱點(diǎn)模型由于光通信波段的光子能量比庫(kù)珀對(duì)的結(jié)合能幾個(gè)

,。(1eV)(meV)

約高個(gè)個(gè)數(shù)量級(jí)當(dāng)一個(gè)光子被條帶吸收時(shí)將拆散數(shù)百個(gè)庫(kù)珀對(duì)并產(chǎn)生大量準(zhǔn)粒子同時(shí)在條

2~3,,,

帶上產(chǎn)生有阻的局域熱點(diǎn)區(qū)通過(guò)電熱反饋流程正常區(qū)將擴(kuò)散到橫穿條帶的整個(gè)線寬并沿電流方向

。,

擴(kuò)散一小部分這就導(dǎo)致在超導(dǎo)條帶上產(chǎn)生電阻區(qū)除此之外還有一些其他可能的探測(cè)模型如渦旋

,。,,-

反渦旋對(duì)解離或單渦旋橫穿等渦旋運(yùn)動(dòng)或許會(huì)導(dǎo)致同樣的電熱反饋產(chǎn)生有阻區(qū)最后由于在條帶

。。,

上產(chǎn)生的有阻區(qū)偏置電流將轉(zhuǎn)移到讀出電路中這使得正常區(qū)將會(huì)迅速冷卻并最終消失以上的過(guò)程

,,。

將產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖來(lái)對(duì)應(yīng)一個(gè)單光子吸收的事件

。

探測(cè)器的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榱孔有畔⒓す馔ㄐ殴馓綔y(cè)與測(cè)距熒光光譜和量子計(jì)算等

SSPD、、、。

探測(cè)器的各方面性能如下一段所述已經(jīng)遠(yuǎn)超半導(dǎo)體單光子探測(cè)器如光電倍增管和雪崩光電二

SSPD()

極管等由于對(duì)中紅外的超敏感光子探測(cè)的需求激增的市場(chǎng)規(guī)?？焖僭黾拥臉?biāo)準(zhǔn)化不

。,SSPD。SSPD

僅有利于行業(yè)應(yīng)用也有利于科學(xué)研究的發(fā)展

,。

作為一種光子探測(cè)器通常采用一些關(guān)鍵參數(shù)來(lái)表征其性能如探測(cè)效率時(shí)間抖動(dòng)死時(shí)間和暗計(jì)

,,、、

數(shù)率等其中暗計(jì)數(shù)率影響到其他參數(shù)的測(cè)量所以一般優(yōu)先測(cè)量暗計(jì)數(shù)率

。,。

Ⅱ

GB/T42747—2023

超導(dǎo)條帶光子探測(cè)器暗計(jì)數(shù)率

1范圍

本文件描述了超導(dǎo)條帶光子探測(cè)器的性能參數(shù)之一暗計(jì)數(shù)率DCR或R的測(cè)量以及隨

(SSPD)(D),

偏置