Abstract

We developed a four-channel superconducting nanowire single-photon detector system based on a Gifford– McMahon cryocooler. All channels showed a system detection efficiency (DE) (at a 100Hz dark-count rate) higher than 16% at 1550nm wavelength, and the best channel showed a system DE of 21% and 30% at 1550 and 1310nm wavelength, respectively.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. 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).
    [CrossRef]
  2. R. H. Hadfield, M. J. Stevens, S. S. Gruber, A. J. Miller, R. E. Schwall, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Opt. Express 13, 10846(2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. S. Miki, M. Fujiwara, M. Sasaki, and Z. Wang, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 332 (2009).
    [CrossRef]
  4. H. Takesue, S. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, and Y. Yamamoto, Nat. Photon. 1, 343 (2007).
    [CrossRef]
  5. A. Tanaka, M. Fujiwara, S. W. Nam, Y. Nambu, S. Takahashi, W. Maeda, K. Yoshino, S. Miki, B. Baek, Z. Wang, A. Tajima, M. Sasaki, and A. Tomita, Opt. Express 16, 11354 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. T. Honjo, S. W. Nam, H. Takesue, Q. Zhang, H. Kamada1, Y. Nishida, O. Tadanaga, M. Asobe, B. Baek, R. Hadfield, S. Miki, M. Fujiwara, M. Sasaki, Z. Wang, K. Inoue, and Y. Yamamoto, Opt. Express 16, 19118 (2008).
    [CrossRef]
  7. E. A. Dauler, presented at Workshop on Single and Entangled Photons: Sources, Detectors, Components, and Applications, Boulder, Colo., November 3–6, 2009.
  8. K. M. Rosfjord, J. K. W. Yang, E. A. Dauler, A. J. Kerman, V. Anant, B. M. Boronov, G. N. Gol’tsman, and K. K. Berggren, Opt. Express 14, 527 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. X. Hu, T. Zhong, J. E. White, E. A. Dauler, F. Najafi, C. H. Herder, F. N. C. Wong, and K. Berggren, Opt. Lett. 34, 3607(2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. S. Miki, M. Takeda, M. Fujiwara, M. Sasaki, and Z. Wang, Opt. Express 17, 23557 (2009).
    [CrossRef]
  11. C. H. Bennett and G. Brassard, in Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems and Signal Processing (IEEE, 1984).
  12. S. Miki, M. Fujiwara, M. Sasaki, and Z. Wang, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 285 (2007).
    [CrossRef]
  13. V. Anant, A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, Opt. Express 16, 10750 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. N. Gol’tsman, and B. M. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
    [CrossRef]
  15. A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, K. K. Berggren, G. Gol’tsman, and B. Voronov, Appl. Phys. Lett. 90, 101110 (2007).
    [CrossRef]
  16. X. Hu, C. W. Holzwarth, D. Masciarelli, E. A. Dauler, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 336 (2009).
    [CrossRef]

2009 (4)

S. Miki, M. Fujiwara, M. Sasaki, and Z. Wang, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 332 (2009).
[CrossRef]

X. Hu, T. Zhong, J. E. White, E. A. Dauler, F. Najafi, C. H. Herder, F. N. C. Wong, and K. Berggren, Opt. Lett. 34, 3607(2009).
[CrossRef] [PubMed]

S. Miki, M. Takeda, M. Fujiwara, M. Sasaki, and Z. Wang, Opt. Express 17, 23557 (2009).
[CrossRef]

X. Hu, C. W. Holzwarth, D. Masciarelli, E. A. Dauler, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 336 (2009).
[CrossRef]

2008 (3)

2007 (3)

H. Takesue, S. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, and Y. Yamamoto, Nat. Photon. 1, 343 (2007).
[CrossRef]

S. Miki, M. Fujiwara, M. Sasaki, and Z. Wang, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 285 (2007).
[CrossRef]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, K. K. Berggren, G. Gol’tsman, and B. Voronov, Appl. Phys. Lett. 90, 101110 (2007).
[CrossRef]

2006 (2)

A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. N. Gol’tsman, and B. M. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
[CrossRef]

K. M. Rosfjord, J. K. W. Yang, E. A. Dauler, A. J. Kerman, V. Anant, B. M. Boronov, G. N. Gol’tsman, and K. K. Berggren, Opt. Express 14, 527 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

2005 (1)

2001 (1)

G. 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).
[CrossRef]

1984 (1)

C. H. Bennett and G. Brassard, in Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems and Signal Processing (IEEE, 1984).

Anant, V.

Asobe, M.

Baek, B.

Bennett, C. H.

C. H. Bennett and G. Brassard, in Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems and Signal Processing (IEEE, 1984).

Berggren, K.

Berggren, K. K.

X. Hu, C. W. Holzwarth, D. Masciarelli, E. A. Dauler, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 336 (2009).
[CrossRef]

V. Anant, A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, Opt. Express 16, 10750 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, K. K. Berggren, G. Gol’tsman, and B. Voronov, Appl. Phys. Lett. 90, 101110 (2007).
[CrossRef]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. N. Gol’tsman, and B. M. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
[CrossRef]

K. M. Rosfjord, J. K. W. Yang, E. A. Dauler, A. J. Kerman, V. Anant, B. M. Boronov, G. N. Gol’tsman, and K. K. Berggren, Opt. Express 14, 527 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Boronov, B. M.

Brassard, G.

C. H. Bennett and G. Brassard, in Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems and Signal Processing (IEEE, 1984).

Chulkova, G.

G. 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).
[CrossRef]

Dauler, E. A.

E. A. Dauler, presented at Workshop on Single and Entangled Photons: Sources, Detectors, Components, and Applications, Boulder, Colo., November 3–6, 2009.

X. Hu, T. Zhong, J. E. White, E. A. Dauler, F. Najafi, C. H. Herder, F. N. C. Wong, and K. Berggren, Opt. Lett. 34, 3607(2009).
[CrossRef] [PubMed]

X. Hu, C. W. Holzwarth, D. Masciarelli, E. A. Dauler, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 336 (2009).
[CrossRef]

V. Anant, A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, Opt. Express 16, 10750 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, K. K. Berggren, G. Gol’tsman, and B. Voronov, Appl. Phys. Lett. 90, 101110 (2007).
[CrossRef]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. N. Gol’tsman, and B. M. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
[CrossRef]

K. M. Rosfjord, J. K. W. Yang, E. A. Dauler, A. J. Kerman, V. Anant, B. M. Boronov, G. N. Gol’tsman, and K. K. Berggren, Opt. Express 14, 527 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Dzardanov, A.

G. 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).
[CrossRef]

Fujiwara, M.

Gol’tsman, G.

A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, K. K. Berggren, G. Gol’tsman, and B. Voronov, Appl. Phys. Lett. 90, 101110 (2007).
[CrossRef]

G. 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).
[CrossRef]

Gol’tsman, G. N.

K. M. Rosfjord, J. K. W. Yang, E. A. Dauler, A. J. Kerman, V. Anant, B. M. Boronov, G. N. Gol’tsman, and K. K. Berggren, Opt. Express 14, 527 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. N. Gol’tsman, and B. M. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
[CrossRef]

Gruber, S. S.

Hadfield, R.

Hadfield, R. H.

Herder, C. H.

Holzwarth, C. W.

X. Hu, C. W. Holzwarth, D. Masciarelli, E. A. Dauler, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 336 (2009).
[CrossRef]

Honjo, T.

Hu, X.

X. Hu, T. Zhong, J. E. White, E. A. Dauler, F. Najafi, C. H. Herder, F. N. C. Wong, and K. Berggren, Opt. Lett. 34, 3607(2009).
[CrossRef] [PubMed]

X. Hu, C. W. Holzwarth, D. Masciarelli, E. A. Dauler, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 336 (2009).
[CrossRef]

Inoue, K.

Kamada1, H.

Keicher, W. E.

A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. N. Gol’tsman, and B. M. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
[CrossRef]

Kerman, A. J.

V. Anant, A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, Opt. Express 16, 10750 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, K. K. Berggren, G. Gol’tsman, and B. Voronov, Appl. Phys. Lett. 90, 101110 (2007).
[CrossRef]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. N. Gol’tsman, and B. M. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
[CrossRef]

K. M. Rosfjord, J. K. W. Yang, E. A. Dauler, A. J. Kerman, V. Anant, B. M. Boronov, G. N. Gol’tsman, and K. K. Berggren, Opt. Express 14, 527 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Lipatov, A.

G. 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).
[CrossRef]

Maeda, W.

Masciarelli, D.

X. Hu, C. W. Holzwarth, D. Masciarelli, E. A. Dauler, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 336 (2009).
[CrossRef]

Miki, S.

Miller, A. J.

Mirin, R. P.

Najafi, F.

Nam, S.

H. Takesue, S. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, and Y. Yamamoto, Nat. Photon. 1, 343 (2007).
[CrossRef]

Nam, S. W.

Nambu, Y.

Nishida, Y.

Okunev, O.

G. 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).
[CrossRef]

Rosfjord, K. M.

Sasaki, M.

Schwall, R. E.

Semenov, A.

G. 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).
[CrossRef]

Smirnov, K.

G. 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).
[CrossRef]

Sobolewski, R.

G. 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).
[CrossRef]

Stevens, M. J.

Tadanaga, O.

Tajima, A.

Takahashi, S.

Takeda, M.

Takesue, H.

Tanaka, A.

Tomita, A.

Voronov, B.

A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, K. K. Berggren, G. Gol’tsman, and B. Voronov, Appl. Phys. Lett. 90, 101110 (2007).
[CrossRef]

G. 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).
[CrossRef]

Voronov, B. M.

A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. N. Gol’tsman, and B. M. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
[CrossRef]

Wang, Z.

White, J. E.

Williams, C.

G. 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).
[CrossRef]

Wong, F. N. C.

Yamamoto, Y.

Yang, J. K. W.

V. Anant, A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, Opt. Express 16, 10750 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, K. K. Berggren, G. Gol’tsman, and B. Voronov, Appl. Phys. Lett. 90, 101110 (2007).
[CrossRef]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. N. Gol’tsman, and B. M. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
[CrossRef]

K. M. Rosfjord, J. K. W. Yang, E. A. Dauler, A. J. Kerman, V. Anant, B. M. Boronov, G. N. Gol’tsman, and K. K. Berggren, Opt. Express 14, 527 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Yoshino, K.

Zhang, Q.

Zhong, T.

Appl. Phys. Lett. (3)

G. 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).
[CrossRef]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. N. Gol’tsman, and B. M. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
[CrossRef]

A. J. Kerman, E. A. Dauler, J. K. W. Yang, K. M. Rosfjord, K. K. Berggren, G. Gol’tsman, and B. Voronov, Appl. Phys. Lett. 90, 101110 (2007).
[CrossRef]

IEEE Trans. Appl. Supercond. (3)

X. Hu, C. W. Holzwarth, D. Masciarelli, E. A. Dauler, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 336 (2009).
[CrossRef]

S. Miki, M. Fujiwara, M. Sasaki, and Z. Wang, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 285 (2007).
[CrossRef]

S. Miki, M. Fujiwara, M. Sasaki, and Z. Wang, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 332 (2009).
[CrossRef]

Nat. Photon. (1)

H. Takesue, S. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, and Y. Yamamoto, Nat. Photon. 1, 343 (2007).
[CrossRef]

Opt. Express (6)

Opt. Lett. (1)

Other (2)

E. A. Dauler, presented at Workshop on Single and Entangled Photons: Sources, Detectors, Components, and Applications, Boulder, Colo., November 3–6, 2009.

C. H. Bennett and G. Brassard, in Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems and Signal Processing (IEEE, 1984).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Schematic layout and (b) photograph of fiber-coupled packaging for OC-SNSPDs. (c) Configuration of GRIN lenses connected to optical fiber.

Fig. 2
Fig. 2

System DE versus DCR of OC-SNSPD device packaged with and without GRIN lenses. The system DE (at a 100 Hz DCR) reached a level of 21% by using GRIN lenses.

Fig. 3
Fig. 3

The best performance of our OC-SNSPD device: (a) system DE versus DCR and (b) system DE and DCR versus bias current of OC-SNSPD device at 1310 and 1550 nm wavelength.

Fig. 4
Fig. 4

System DE versus DCR of four-channel OC-SNSPDs at a wavelength of 1550 nm .

Metrics