通過建立電熱模型,仿真分析了光子響應(yīng)后納米線上的熱擴(kuò)散過程和電信號產(chǎn)生過程,并研究分析了動態(tài)電感和外電路電阻對輸出電壓脈沖的影響。在此基礎(chǔ)上,采用蒙托卡羅方法進(jìn)一步分析了納米線空間不均勻性所引起的時間抖動,約為6.478 5 ps。

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【部分圖文】：

圖2 SNSPD電熱模型仿真流程圖

通過更新熱電阻Rn,來實(shí)現(xiàn)電方程與熱方程的耦合計(jì)算。文章仿真流程如圖2所示。2.3電熱模型仿真結(jié)果

圖5 引入熱電不均勻性后到達(dá)時間的概率密度分布概率密度分布

圖5分別展示了熱電、寬度、厚度以及總的空間不均勻性下脈沖到達(dá)時間的概率密度分布,其中寬度和厚度分布不均勻性引起的時間抖動較小,概率密度分布曲線較為尖銳,到達(dá)時間分布較為集中,計(jì)算得到的時間抖動分別為0.6945ps和0.6990ps;熱電和總體的空間不均勻性引起的時間抖動....

圖1 納米線電熱模型示意圖

超導(dǎo)納米線單光子探測器工作時,取略小于其超導(dǎo)臨界電流的偏置電流(文中取90%),吸收層采用超導(dǎo)薄膜材料制備成的納米線蜿蜒結(jié)構(gòu),當(dāng)光子被吸收后,入射區(qū)域出現(xiàn)“失超”,繼而形成熱點(diǎn),熱點(diǎn)散熱并疊加焦耳熱的影響,阻態(tài)區(qū)域會繼續(xù)擴(kuò)大到一定范圍,但由于納米線的熱傳導(dǎo)以及和襯底的熱交換,阻態(tài)....

圖3 仿真結(jié)果中各參數(shù)隨時間變化曲線

利用Crank-Nicholson有限差分法對電熱方程進(jìn)行差分處理,使用2.2節(jié)中所建立的模型,模擬納米線中阻態(tài)生長與消失的過程。納米線中的電流、電阻、負(fù)載兩端電壓以及溫度隨時間的變化情況如圖3所示。圖3仿真結(jié)果中各參數(shù)隨時間變化曲線

本文編號：4012368