The device physics of parallel-wire superconducting nanowire single photon detectors is based on a cascade process. Using nano-optical techniques and a parallel wire device with spatially separate pixels, we explicitly demonstrate the single- and multi-photon triggering regimes. We develop a model for describing efficiency of a detector operating in the arm-trigger regime. We investigate the timing response of the detector when illuminating a single pixel and two pixels. We see a change in the active area of the detector between the two regimes and find the two-pixel trigger regime to have a faster timing response than the one-pixel regime.
REFERENCES
1.
G. N.
Gol'tsman
, O.
Okunev
, G.
Chulkova
, A.
Lipatov
, A.
Semenov
, K.
Smirnov
, B.
Voronov
, A.
Dzardanov
, C.
Williams
, and R.
Sobolewski
, Appl. Phys. Lett.
79
, 705
(2001
).2.
C. M.
Natarajan
, M. G.
Tanner
, and R. H.
Hadfield
, Supercond. Sci. Technol.
25
, 063001
(2012
).3.
F.
Marsili
, F.
Bellei
, F.
Najafi
, A. E.
Dane
, E. A.
Dauler
, R. J.
Molnar
, and K. K.
Berggren
, Nano Lett.
12
, 4799
(2012
).4.
B. S.
Robinson
, A. J.
Kerman
, E. A.
Dauler
, R. J.
Barron
, D. O.
Caplan
, M. L.
Stevens
, J. J.
Carney
, S. A.
Hamilton
, J. K.
Yang
, and K. K.
Berggren
, Opt. Lett.
31
, 444
(2006
).5.
N. R.
Gemmell
, A.
McCarthy
, B.
Liu
, M. G.
Tanner
, S. N.
Dorenbos
, V.
Zwiller
, M. S.
Patterson
, G. S.
Buller
, B. C.
Wilson
, and R. H.
Hadfield
, Opt. Express
21
, 5005
(2013
).6.
M. G.
Tanner
, S. D.
Dyer
, B.
Baek
, R. H.
Hadfield
, and S. W.
Nam
, Appl. Phys. Lett.
99
, 201110
(2011
).7.
J. L.
O'Brien
, Science
318
, 1567
(2007
).8.
D.
Bonneau
, M.
Lobino
, P.
Jiang
, C. M.
Natarajan
, M. G.
Tanner
, R. H.
Hadfield
, S. N.
Dorenbos
, V.
Zwiller
, M. G.
Thompson
, and J. L.
O'Brien
, Phys. Rev. Lett.
108
, 053601
(2012
).9.
N.
Gisin
, G.
Ribordy
, W.
Tittel
, and H.
Zbinden
, Rev. Mod. Phys.
74
, 145
(2002
).10.
D.
Sahin
, A.
Gaggero
, Z.
Zhou
, S.
Jahanmirinejad
, F.
Mattioli
, R.
Leoni
, J.
Beetz
, M.
Lermer
, M.
Kamp
, S.
Höfling
, and A.
Fiore
, Appl. Phys. Lett.
103
, 111116
(2013
).11.
M.
Ejrnaes
, R.
Cristiano
, O.
Quaranta
, S.
Pagano
, A.
Gaggero
, F.
Mattioli
, R.
Leoni
, B.
Voronov
, and G. N.
Gol'tsman
, Appl. Phys. Lett.
91
, 262509
(2007
).12.
M.
Ejrnaes
, A.
Casaburi
, R.
Cristiano
, N.
Martucciello
, F.
Mattioli
, A.
Gaggero
, R.
Leoni
, J. C.
Villégier
, and S.
Pagano
, Supercond. Sci. Technol.
24
, 035018
(2011
).13.
F.
Najafi
, F.
Marsili
, E.
Dauler
, R. J.
Molnar
, and K. K.
Berggren
, Appl. Phys. Lett.
100
, 152602
(2012
).14.
F.
Marsili
, F.
Najafi
, E.
Dauler
, F.
Bellei
, X.
Hu
, M.
Csete
, R. J.
Molnar
, and K. K.
Berggren
, Nano Lett.
11
, 2048
(2011
).15.
F.
Marsili
, F.
Najafi
, C.
Herder
, and K. K.
Berggren
, Appl. Phys. Lett.
98
, 093507
(2011
).16.
J. A.
O'Connor
, M. G.
Tanner
, C. M.
Natarajan
, G. S.
Buller
, R. J.
Warburton
, S.
Miki
, Z.
Wang
, S. W.
Nam
, and R. H.
Hadfield
, Appl. Phys. Lett.
98
, 201116
(2011
).17.
M. G.
Tanner
, L.
San Emeterio Alvarez
, W.
Jiang
, R. J.
Warburton
, Z. H.
Barber
, and R. H.
Hadfield
, Nanotechnology
23
, 505201
(2012
).18.
R. H.
Hadfield
, Nature Photon.
3
, 696
(2009
).19.
A.
Casaburi
, R. M.
Heath
, M. G.
Tanner
, R.
Cristiano
, M.
Ejrnaes
, C.
Nappi
, and R.
Hadfield
, Appl. Phys. Lett.
103
, 013503
(2013
).20.
M.
Ejrnaes
, A.
Casaburi
, R.
Cristiano
, O.
Quaranta
, S.
Marchetti
, N.
Martucciello
, S.
Pagano
, A.
Gaggero
, F.
Mattioli
, R.
Leoni
, P.
Cavalier
, and J. C.
Villégier
, Appl. Phys. Lett.
95
, 132503
(2009
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.