Energieauflösung und spektrale Empfindlichkeit supraleitender Einzelphotonenzähler

Hochempfindliche, ultraschnelle NbN-Einzelphotonenzahler, basierend auf der kurzzeitigen bias-stromunterstutzten Ausbildung eines normal leitenden Bereichs (Hot-Spot) durch Photonenabsorption in einer nanostrukturierten, meanderformigen, supraleitenden, nahe dem kritischen Strom betriebenen Brucke, weisen eine moderate Energieauflosung im infraroten bis ultravioletten Spektralbereich auf. Die Energieinformation ist im Integral des Spannungspulses enthalten, der uber der normal leitenden Barriere abfallt. Die Auflosung ist durch die statistische Verteilung der Signalpuls-Amplituden bestimmt. Unterhalb der Cutoff-Energie, bei der die Photonenenergie nicht mehr ausreicht, um zusammen mit dem angelegten Bias-Strom eine normal leitende Barriere auszubilden, kann die vorhandene Quanteneffizienz mit Hilfe der photoneninduzierten Trennung gebundener Flussschlauch-Paare, die aufgrund des Kosterlitz-Thouless Phasenubergang in zweidimensionalen Supraleitern auftreten, beschrieben werden. Die Detektoren wurden mit kontinuierlichen und gepulsten Lichtquellen optisch angeregt und mit einer angepassten, schnellen, auf SQUID-Vorverstarkern basierenden Elektronik bzw. breitbandigen Mikrowellenverstarkern ausgelesen. Sowohl Amplitude als auch Pulsdauer werden vom Zusammenwirken der kinetischen Induktivitat des Meanders und der dort abgefuhrten Jouleschen Leistung des Bias-Stroms bestimmt. Pulsdauern im Nanosekunden-Bereich fuhren zu Zahlraten im Sub-GHz-Bereich.