研究目的
利用超连续谱激光器和可调谐带通滤光片,以10纳米为步长在450至1000纳米的近红外和可见光波段范围内研究热电子传感器(TESs)对光子的响应,以理解系统探测效率及其波长依赖性。
研究成果
研究表明,TES对近红外光和可见光均具有敏感性,系统整体探测效率超过10%,在特定波长下接近100%。探测器响应与波长密切相关,高能光子更易产生低能信号。后续工作将通过制备含/不含金属镜的TES来探究低能信号产生的机制。
研究不足
该研究存在一些局限性,例如噪声计数扣除不完善导致系统探测效率在约500纳米处超过100%,以及区分初级峰和低能峰的阈值电压定义不明确。此外,低能信号产生的机制尚未完全明确。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用超连续谱激光器和可调谐带通滤波器,以10纳米为步进间隔产生450至1000纳米的单色光。通过比较主峰信号计数与阈值电压以上计数和入射光子数来测量系统探测效率。
2:样本选择与数据来源:
测试了两种TES器件(器件1和器件2),其腔体结构分别针对950纳米和1550纳米的光子探测进行了优化。
3:实验设备与材料清单:
超连续谱激光器、可调谐带通滤波器、可变光衰减器、光开关、功率计及TES器件。
4:实验流程与操作步骤:
通过衰减光确保到达TES的入射功率约为70飞瓦。设置TBF至目标波长后,测量光源功率,将光子切换至TES并积分300秒光子计数以测定系统探测效率。
5:数据分析方法:
根据实测衰减值和参考功率计读数估算入射TES的光子数,通过信号计数除以入射光子数计算系统探测效率。
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supercontinuum laser
Produces radiation at an arbitrary wavelength from 450 to 1000 nm.
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tunable bandpass filter
Laser Line Tunable Filter
Photon etc.
Converts the multichromatic light source into monochromatic light.
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variable optical attenuator
Attenuates the light so that the incident power to the TES is approximately 70 fW.
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optical switch
Switches photons from the power meter to the TES.
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power meter
Measures the power of the light source.
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