Abstract

Counting rates of superconducting nanowire single-photon detectors are usually estimated at hundreds of MHz by their kinetic–inductive reset time. This maximum is also limited by capacitor coupling effects in conventional readout circuits. In this Letter, we design and demonstrate an improved readout circuit that reduces the reset time and removes circuit limits. The counting rate at the 3 dB compression point is increased by four times for a large active area detector. We also discuss nonlinear dependences of the counting rate on the incident continuous-wave optical power and give a numerical model to explain our observations.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. H. Hadfield, Nat. Photonics 3, 696 (2009).
    [CrossRef]
  2. F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
    [CrossRef]
  3. L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
    [CrossRef]
  4. F. Marsili, F. Bellei, F. Najafi, A. E. Dane, E. A. Dauler, R. J. Molnar, and K. K. Berggren, Nano Lett. 12, 4799 (2012).
    [CrossRef]
  5. Q. Zhao, L. Zhang, T. Jia, L. Kang, W. Xu, J. Chen, and P. Wu, Appl. Phys. B 104, 673 (2011).
    [CrossRef]
  6. E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
    [CrossRef]
  7. H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki, and Y. Yamamoto, Nat. Photonics 1, 343 (2007).
    [CrossRef]
  8. J. Hu, Q. Zhao, X. Zhang, L. Zhang, X. Zhao, L. Kang, and P. Wu, J. Lightwave Technol. 30, 2583 (2012).
    [CrossRef]
  9. S. Jahanmirinejad, G. Frucci, F. Mattioli, D. Sahin, A. Gaggero, R. Leoni, and A. Fiore, Appl. Phys. Lett. 101, 072602 (2012).
    [CrossRef]
  10. Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
    [CrossRef]
  11. K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
    [CrossRef]
  12. J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
    [CrossRef]
  13. L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
    [CrossRef]
  14. A. J. Kerman, E. A. Dauler, W. E. Keicher, J. K. W. Yang, K. K. Berggren, G. Gol’tsman, and B. Voronov, Appl. Phys. Lett. 88, 111116 (2006).
    [CrossRef]
  15. A. J. Kerman, D. Rosenberg, R. J. Molnar, and E. A. Dauler, J. Appl. Phys. 113, 144511 (2013).
    [CrossRef]
  16. J. K. W. Yang, A. J. Kerman, E. A. Dauler, V. Anant, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 581 (2007).
    [CrossRef]
  17. L. X. You and X. F. Shen, Appl. Phys. Lett. 95, 152514 (2009).
    [CrossRef]
  18. D. S. Bethune and W. P. Risk, IEEE J. Quantum Electron. 36, 340 (2000).
    [CrossRef]

2013 (3)

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
[CrossRef]

A. J. Kerman, D. Rosenberg, R. J. Molnar, and E. A. Dauler, J. Appl. Phys. 113, 144511 (2013).
[CrossRef]

2012 (3)

J. Hu, Q. Zhao, X. Zhang, L. Zhang, X. Zhao, L. Kang, and P. Wu, J. Lightwave Technol. 30, 2583 (2012).
[CrossRef]

S. Jahanmirinejad, G. Frucci, F. Mattioli, D. Sahin, A. Gaggero, R. Leoni, and A. Fiore, Appl. Phys. Lett. 101, 072602 (2012).
[CrossRef]

F. Marsili, F. Bellei, F. Najafi, A. E. Dane, E. A. Dauler, R. J. Molnar, and K. K. Berggren, Nano Lett. 12, 4799 (2012).
[CrossRef]

2011 (2)

Q. Zhao, L. Zhang, T. Jia, L. Kang, W. Xu, J. Chen, and P. Wu, Appl. Phys. B 104, 673 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

2009 (4)

E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
[CrossRef]

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

R. H. Hadfield, Nat. Photonics 3, 696 (2009).
[CrossRef]

L. X. You and X. F. Shen, Appl. Phys. Lett. 95, 152514 (2009).
[CrossRef]

2007 (2)

J. K. W. Yang, A. J. Kerman, E. A. Dauler, V. Anant, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 581 (2007).
[CrossRef]

H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki, and Y. Yamamoto, Nat. Photonics 1, 343 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

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

2003 (1)

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

2000 (2)

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

D. S. Bethune and W. P. Risk, IEEE J. Quantum Electron. 36, 340 (2000).
[CrossRef]

Anant, V.

J. K. W. Yang, A. J. Kerman, E. A. Dauler, V. Anant, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 581 (2007).
[CrossRef]

Baek, B.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

Bellei, F.

Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
[CrossRef]

F. Marsili, F. Bellei, F. Najafi, A. E. Dane, E. A. Dauler, R. J. Molnar, and K. K. Berggren, Nano Lett. 12, 4799 (2012).
[CrossRef]

Berggren, K. K.

Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
[CrossRef]

F. Marsili, F. Bellei, F. Najafi, A. E. Dane, E. A. Dauler, R. J. Molnar, and K. K. Berggren, Nano Lett. 12, 4799 (2012).
[CrossRef]

E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
[CrossRef]

J. K. W. Yang, A. J. Kerman, E. A. Dauler, V. Anant, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 581 (2007).
[CrossRef]

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

Bethune, D. S.

D. S. Bethune and W. P. Risk, IEEE J. Quantum Electron. 36, 340 (2000).
[CrossRef]

Cao, C.

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

Chen, J.

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

Q. Zhao, L. Zhang, T. Jia, L. Kang, W. Xu, J. Chen, and P. Wu, Appl. Phys. B 104, 673 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

Cherednichenko, S. I.

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

Chulkova, G.

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

Currie, M.

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

Dane, A.

Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
[CrossRef]

Dane, A. E.

F. Marsili, F. Bellei, F. Najafi, A. E. Dane, E. A. Dauler, R. J. Molnar, and K. K. Berggren, Nano Lett. 12, 4799 (2012).
[CrossRef]

Dauler, E. A.

A. J. Kerman, D. Rosenberg, R. J. Molnar, and E. A. Dauler, J. Appl. Phys. 113, 144511 (2013).
[CrossRef]

F. Marsili, F. Bellei, F. Najafi, A. E. Dane, E. A. Dauler, R. J. Molnar, and K. K. Berggren, Nano Lett. 12, 4799 (2012).
[CrossRef]

E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
[CrossRef]

J. K. W. Yang, A. J. Kerman, E. A. Dauler, V. Anant, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 581 (2007).
[CrossRef]

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

De Fazio, D.

Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
[CrossRef]

Fiore, A.

S. Jahanmirinejad, G. Frucci, F. Mattioli, D. Sahin, A. Gaggero, R. Leoni, and A. Fiore, Appl. Phys. Lett. 101, 072602 (2012).
[CrossRef]

Frucci, G.

S. Jahanmirinejad, G. Frucci, F. Mattioli, D. Sahin, A. Gaggero, R. Leoni, and A. Fiore, Appl. Phys. Lett. 101, 072602 (2012).
[CrossRef]

Gaggero, A.

S. Jahanmirinejad, G. Frucci, F. Mattioli, D. Sahin, A. Gaggero, R. Leoni, and A. Fiore, Appl. Phys. Lett. 101, 072602 (2012).
[CrossRef]

Gerrits, T.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

Gershenzon, E. M.

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

Gol, G. N.

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

Gol’tsman, G.

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

Gol’tsman, G. N.

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

Goltsman, G.

E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
[CrossRef]

Hadfield, R. H.

R. H. Hadfield, Nat. Photonics 3, 696 (2009).
[CrossRef]

H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki, and Y. Yamamoto, Nat. Photonics 1, 343 (2007).
[CrossRef]

Hamilton, S. A.

E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
[CrossRef]

Harrington, S.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

Honjo, T.

H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki, and Y. Yamamoto, Nat. Photonics 1, 343 (2007).
[CrossRef]

Hu, J.

Il, K. S.

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

Il’in, K. S.

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

Ivry, Y.

Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
[CrossRef]

Jahanmirinejad, S.

S. Jahanmirinejad, G. Frucci, F. Mattioli, D. Sahin, A. Gaggero, R. Leoni, and A. Fiore, Appl. Phys. Lett. 101, 072602 (2012).
[CrossRef]

Jia, T.

Q. Zhao, L. Zhang, T. Jia, L. Kang, W. Xu, J. Chen, and P. Wu, Appl. Phys. B 104, 673 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

Jin, B.

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

Kang, L.

J. Hu, Q. Zhao, X. Zhang, L. Zhang, X. Zhao, L. Kang, and P. Wu, J. Lightwave Technol. 30, 2583 (2012).
[CrossRef]

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

Q. Zhao, L. Zhang, T. Jia, L. Kang, W. Xu, J. Chen, and P. Wu, Appl. Phys. B 104, 673 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

Keicher, W. E.

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

Kerman, A. J.

A. J. Kerman, D. Rosenberg, R. J. Molnar, and E. A. Dauler, J. Appl. Phys. 113, 144511 (2013).
[CrossRef]

E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
[CrossRef]

J. K. W. Yang, A. J. Kerman, E. A. Dauler, V. Anant, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 581 (2007).
[CrossRef]

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

Korneev, A.

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

Leoni, R.

S. Jahanmirinejad, G. Frucci, F. Mattioli, D. Sahin, A. Gaggero, R. Leoni, and A. Fiore, Appl. Phys. Lett. 101, 072602 (2012).
[CrossRef]

Lindgren, M.

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

Lipatov, A.

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

Lita, A. E.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

Marsili, F.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

F. Marsili, F. Bellei, F. Najafi, A. E. Dane, E. A. Dauler, R. J. Molnar, and K. K. Berggren, Nano Lett. 12, 4799 (2012).
[CrossRef]

Mattioli, F.

S. Jahanmirinejad, G. Frucci, F. Mattioli, D. Sahin, A. Gaggero, R. Leoni, and A. Fiore, Appl. Phys. Lett. 101, 072602 (2012).
[CrossRef]

McCaughan, A.

Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
[CrossRef]

Mirin, R. P.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

Molnar, R. J.

A. J. Kerman, D. Rosenberg, R. J. Molnar, and E. A. Dauler, J. Appl. Phys. 113, 144511 (2013).
[CrossRef]

F. Marsili, F. Bellei, F. Najafi, A. E. Dane, E. A. Dauler, R. J. Molnar, and K. K. Berggren, Nano Lett. 12, 4799 (2012).
[CrossRef]

Najafi, F.

Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
[CrossRef]

F. Marsili, F. Bellei, F. Najafi, A. E. Dane, E. A. Dauler, R. J. Molnar, and K. K. Berggren, Nano Lett. 12, 4799 (2012).
[CrossRef]

Nam, S. W.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki, and Y. Yamamoto, Nat. Photonics 1, 343 (2007).
[CrossRef]

Okunev, O.

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

Risk, W. P.

D. S. Bethune and W. P. Risk, IEEE J. Quantum Electron. 36, 340 (2000).
[CrossRef]

Robinson, B. S.

E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
[CrossRef]

Rosenberg, D.

A. J. Kerman, D. Rosenberg, R. J. Molnar, and E. A. Dauler, J. Appl. Phys. 113, 144511 (2013).
[CrossRef]

Rosfjord, K. M.

J. K. W. Yang, A. J. Kerman, E. A. Dauler, V. Anant, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 581 (2007).
[CrossRef]

Sahin, D.

S. Jahanmirinejad, G. Frucci, F. Mattioli, D. Sahin, A. Gaggero, R. Leoni, and A. Fiore, Appl. Phys. Lett. 101, 072602 (2012).
[CrossRef]

Semenov, A. D.

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

Shaw, M. D.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

Shen, X. F.

L. X. You and X. F. Shen, Appl. Phys. Lett. 95, 152514 (2009).
[CrossRef]

Shi, W.

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

Slysz, W.

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

Sobolewski, R.

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

Stern, J. A.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

Sun, G.

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

Takesue, H.

H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki, and Y. Yamamoto, Nat. Photonics 1, 343 (2007).
[CrossRef]

Tamaki, K.

H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki, and Y. Yamamoto, Nat. Photonics 1, 343 (2007).
[CrossRef]

Vayshenker, I.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

Verevkin, A.

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

Verma, V. B.

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

Voronov, B.

E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
[CrossRef]

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

Wu, P.

J. Hu, Q. Zhao, X. Zhang, L. Zhang, X. Zhao, L. Kang, and P. Wu, J. Lightwave Technol. 30, 2583 (2012).
[CrossRef]

Q. Zhao, L. Zhang, T. Jia, L. Kang, W. Xu, J. Chen, and P. Wu, Appl. Phys. B 104, 673 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

Xu, W.

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

Q. Zhao, L. Zhang, T. Jia, L. Kang, W. Xu, J. Chen, and P. Wu, Appl. Phys. B 104, 673 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

Yamamoto, Y.

H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki, and Y. Yamamoto, Nat. Photonics 1, 343 (2007).
[CrossRef]

Yang, J. K. W.

E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
[CrossRef]

J. K. W. Yang, A. J. Kerman, E. A. Dauler, V. Anant, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 581 (2007).
[CrossRef]

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

You, L. X.

L. X. You and X. F. Shen, Appl. Phys. Lett. 95, 152514 (2009).
[CrossRef]

Zhang, J.

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

Zhang, L.

J. Hu, Q. Zhao, X. Zhang, L. Zhang, X. Zhao, L. Kang, and P. Wu, J. Lightwave Technol. 30, 2583 (2012).
[CrossRef]

Q. Zhao, L. Zhang, T. Jia, L. Kang, W. Xu, J. Chen, and P. Wu, Appl. Phys. B 104, 673 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

Zhang, Q.

H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki, and Y. Yamamoto, Nat. Photonics 1, 343 (2007).
[CrossRef]

Zhang, X.

Zhao, Q.

Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
[CrossRef]

J. Hu, Q. Zhao, X. Zhang, L. Zhang, X. Zhao, L. Kang, and P. Wu, J. Lightwave Technol. 30, 2583 (2012).
[CrossRef]

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

Q. Zhao, L. Zhang, T. Jia, L. Kang, W. Xu, J. Chen, and P. Wu, Appl. Phys. B 104, 673 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

Zhao, X.

Zhong, Y.

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (3)

L. Zhang, L. Kang, J. Chen, Y. Zhong, Q. Zhao, T. Jia, C. Cao, B. Jin, W. Xu, G. Sun, and P. Wu, Appl. Phys. B 102, 867 (2011).
[CrossRef]

Q. Zhao, L. Zhang, T. Jia, L. Kang, W. Xu, J. Chen, and P. Wu, Appl. Phys. B 104, 673 (2011).
[CrossRef]

L. Zhang, Q. Zhao, Y. Zhong, J. Chen, C. Cao, W. Xu, L. Kang, P. Wu, and W. Shi, Appl. Phys. B 97, 187 (2009).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (5)

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

L. X. You and X. F. Shen, Appl. Phys. Lett. 95, 152514 (2009).
[CrossRef]

S. Jahanmirinejad, G. Frucci, F. Mattioli, D. Sahin, A. Gaggero, R. Leoni, and A. Fiore, Appl. Phys. Lett. 101, 072602 (2012).
[CrossRef]

Q. Zhao, A. McCaughan, F. Bellei, F. Najafi, D. De Fazio, A. Dane, Y. Ivry, and K. K. Berggren, Appl. Phys. Lett. 103, 142602 (2013).
[CrossRef]

K. S. Il’in, M. Lindgren, M. Currie, A. D. Semenov, G. N. Gol’tsman, R. Sobolewski, S. I. Cherednichenko, E. M. Gershenzon, K. S. Il, and G. N. Gol, Appl. Phys. Lett. 76, 2752 (2000).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

D. S. Bethune and W. P. Risk, IEEE J. Quantum Electron. 36, 340 (2000).
[CrossRef]

IEEE Trans. Appl. Supercond. (2)

J. K. W. Yang, A. J. Kerman, E. A. Dauler, V. Anant, K. M. Rosfjord, and K. K. Berggren, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 581 (2007).
[CrossRef]

J. Zhang, W. Slysz, A. Verevkin, O. Okunev, G. Chulkova, A. Korneev, A. Lipatov, G. N. Gol’tsman, and R. Sobolewski, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 180 (2003).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

A. J. Kerman, D. Rosenberg, R. J. Molnar, and E. A. Dauler, J. Appl. Phys. 113, 144511 (2013).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (1)

J. Mod. Opt. (1)

E. A. Dauler, A. J. Kerman, B. S. Robinson, J. K. W. Yang, B. Voronov, G. Goltsman, S. A. Hamilton, and K. K. Berggren, J. Mod. Opt. 56, 364 (2009).
[CrossRef]

Nano Lett. (1)

F. Marsili, F. Bellei, F. Najafi, A. E. Dane, E. A. Dauler, R. J. Molnar, and K. K. Berggren, Nano Lett. 12, 4799 (2012).
[CrossRef]

Nat. Photonics (3)

R. H. Hadfield, Nat. Photonics 3, 696 (2009).
[CrossRef]

F. Marsili, V. B. Verma, J. A. Stern, S. Harrington, A. E. Lita, T. Gerrits, I. Vayshenker, B. Baek, M. D. Shaw, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Nat. Photonics 7, 210 (2013).
[CrossRef]

H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki, and Y. Yamamoto, Nat. Photonics 1, 343 (2007).
[CrossRef]

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 (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

Schematic diagrams of (a) the conventional readout circuit and (b) the capacitor-grounded readout circuit. The under tested detector was fabricated on a thermally oxidized silicon substrate with an integrated optical cavity. The patterned NbN nanowire had a width of 100 nm with a pitch of 200 nm over an active area of 15μm×15μm.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Average waveforms acquired by an oscilloscope using both readouts. RS was not connected. The detector was biased at 0.9IC. (b) Simulations of ID with no RS (purple), and RS=42Ω (green). The reflections happened at the input port of the amplifier and arrived at the device 11ns after the detection time. Before the reflection pulses arrive, ID recovers exponentially, with τR=LK/(RS+RL), as shown in the dashed-black fitting curve.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) CRs in the capacitor-grounded circuit with no RS (green), RS=42Ω (blue), and the conventional circuit (red). Detector was biased at 0.75IC. Fittings were applied on the data from the capacitor-grounded circuit, as shown in the curves with the same color. The red curve was used to connect data from the conventional circuit for guiding. (b) DE suppression over Pin. Values were derived from the blue fitting curve and symbols in (a) and were normalized to η0. The arrows in (a) and (b) illustrate how we get the 3 dB compression points, Pin3dB, and CR3dB. (c) Recovery of DE after a detection event happened at 0 ns at different Pin in the capacitor-grounded circuit, with RS=25Ω and IB=0.95IC. Fitting lines are applied on experimental data. The right legend gives Pin for each symbol.

Equations (2)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

P(t0)=1
P(tn,n>0)=P(tn1)·[η(Δt)·λ·Δt]+m=0n2P(tm)·{i=m+1n11[η(titm)·λ·Δt]}·[η(tntm)·λ·Δt].

Metrics