一种基于单磁通量子的超导纳米线单光子探测器阵列的读出电路

• 作者: 洪振东 周后荣 牛明慧 刘焕丽 程坤杰 许婉宁 尤立星 任洁 王镇
• 来源期刊: 低温物理学报
• 关键词: SNSPD SFQ 地址编码
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 页码范围: 219-227
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13380/j.ltpl.2020.05.001

摘要

超导纳米线单光子探测(Superconducting Nanowire Single Photon Detector,SNSPD)阵列可以实现单光子成像或高速单光子探测,如何有效对SNSPD阵列进行信号读出是实现SNSPD阵列的关键技术之一.本工作设计了一种基于超导单磁通量子(Single Flux Quantum,SFQ)的SNSPD阵列读出电路.该读出电路能够实现对阵列中SNSPD的地址分辨.实验采用的核心编码电路利用4位二进制码对包含8个SNSPD的阵列进行编码,使用了基于SFQ的异或逻辑单元、D触发器、分路器和约瑟夫森传输线等标准单元,总计使用191个约瑟夫森结,采用两级流水线设计,仿真中最高可在19.4GHz的时钟频率下工作,功耗为42.1μW.在液氦环境下完成了编码电路的功能测试,验证了编码功能的正确性.