• Title/Summary/Keyword: Single photon detection

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광자쌍의 뭉침현상이 단일계수에 미치는 영향 (Effect of two-photon spatial bunching on single photon detection rates)

  • 김헌오;신하림;박구동;김태수
    • 한국광학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.573-577
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    • 2003
  • Hong-Ou-Handel 간섭계를 이용한 광자쌍의 4차 간섭실험에서 두 광자의 뭉침이 단일계수에 미치는 영향을 조사하였다. 검출기의 단일광자 시간 분해능보다 짧은 시간간격으로 두 광자가 검출기에 입사할 때 하나의 검출기에서 측정되는 단일계수가 현저하게 줄어드는 변화를 확인하였다.

Improved Circuits for Single-photon Avalanche Photodiode Detectors

  • Kim, Kyunghoon;Lee, Junan;Song, Bongsub;Burm, Jinwook
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권6호
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    • pp.789-796
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    • 2014
  • A CMOS photo detection bias quenching circuit is developed to be used with single photon avalanche photodiodes (SPADs) operating in Geiger mode for the detection of weak optical signals. The proposed bias quenching circuits for the performance improvement reduce the circuit size as well as improve the performance of the quenching operation. They are fabricated in a $0.18-{\mu}m$ standard CMOS technology to verify the effectiveness of this technique with the chip area of only $300{\mu}m^2$, which is about 60 % of the previous reported circuit. Two types of proposed circuits with resistive and capacitive load demonstrated improved performance of reduced quenching time. With a commercial APD by HAMAMATSU, the dead time can be adjusted as small as 50 ns.

Optical Characterization of Superconducting Strip Photon Detector Using $MgB_2$

  • Shibata, H.
    • Progress in Superconductivity
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    • 제14권2호
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    • pp.96-98
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    • 2012
  • Bias current dependence of a superconducting strip photon detector is studied in the wavelength range of 405 to 1310 nm. The detector is made of an $MgB_2$ meander pattern with the line width of 135 nm and thickness of 10 nm. At 1310 nm, the detection efficiency exponentially decreases as the bias current decreases. While at 405 nm, the detection efficiency almost saturates in the high bias current region. These features suggest that the intrinsic detection efficiency of the $MgB_2$ detector is high at 405 nm.

Design of an Antireflection Coating for High-efficiency Superconducting Nanowire Single-photon Detectors

  • Choi, Jiman;Choi, Gahyun;Lee, Sun Kyung;Park, Kibog;Song, Woon;Lee, Dong-Hoon;Chong, Yonuk
    • Current Optics and Photonics
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    • 제5권4호
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    • pp.375-383
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    • 2021
  • We present a simulation method to design antireflection coating (ARCs) for fiber-coupled superconducting nanowire single-photon detectors. Using a finite-element method, the absorptance of the nanowire is calculated for a defined unit-cell structure consisting of a fiber, ARC layer, nanowire absorber, distributed Bragg reflector (DBR) mirror, and air gap. We develop a method to evaluate the uncertainty in absorptance due to the uncontrollable parameter of air-gap distance. The validity of the simulation method is tested by comparison to an experimental realization for a case of single-layer ARC, which results in good agreement. We show finally a double-layer ARC design optimized for a system detection efficiency of higher than 95%, with a reduced uncertainty due to the air-gap distance.

A brief review on the recent progress of superconducting nanowire single photon detectors

  • Chong, Yonuk
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.22-25
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    • 2017
  • Superconducting nanowire single photon detectors (SNSPD) have become the most competent photon-counting devices in wide range of wavelengths. Especially in the communication wavelength (infrared), SNSPD has shown unbeatable superior performance compared to the state-of-art semiconductor single photon detectors. The technology has matured enough for the last decade so that several commercial systems are now almost ready for routine use in general optics experiments. Here we summarize briefly the recent progress in this research field, and hope to motivate further research on the improvement of the device and the system. We cover the basic key concepts, device and system performances, remaining issues and possible further research directions of SNSPD.

색소 농도에 따른 형광 광자의 계수율 : 광자 검출기의 dead time 효과 (Fluorescence photon counting rate as a function of dye concentration: Effect of dead time of photon detector)

  • 고동섭
    • 한국광학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.353-355
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    • 1997
  • 공초점 형광 현미경과 단일 광자 계수기로 구성되어 있는 단일 분자 검출장치를 사용하여, 색소 농도에 따른 광자 계수율의 변화를 관측하였다. 농도가 증가함에 따라 계수율이 포화하는 경향을 보였으며, 광검출기의 죽은 시간을 고려하여 측정 결과를 설명하였다. 계수율과 검출 부피, 광검출기의 양자효율, 입사 광량 사이의 관계를 나타내는 관계식을 제시하였다. 또한 신호대 잡음비에 대해서도 간략하게 논하였다.

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주파수 상향변환 검출기를 이용한 1.5 ㎛ 통신파장대역의 단일광자 측정 (Single-photon Detection at 1.5 ㎛ Telecommunication Wavelengths Using a Frequency up-conversion Detector)

  • 김헌오;윤천주;조석범;김용수
    • 한국광학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.223-229
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    • 2011
  • 1.5 ${\mu}m$ 통신파장 대역 단일광자의 효율적인 측정을 위해서 PPLN WG(periodically poled $LiNbO_3$ waveguide)에서 준위상정합을 이용한 합주파수 생성에 의한 주파수 상향변환 검출기를 구성하고 검출 효율, 잡음 계수 및 타이밍 지터를 측정하였다. 974 nm에서 발진하는 펌프광의 세기가 300 mW일 때 최대 검출효율이 약 7%, 잡음 계수율은 약 480 kHz로 측정되었다. 피코초펄스 레이저를 이용한 자발적 매개하향변환에서 발생한 펄스형 단일광자 신호를 이용하여 측정된 주파수 상향변환 검출기의 최소 타이밍 지터는 약 39.1 ps였다. 또한 아주 좁은 동시계수 시간 폭으로 펄스형의 주파수 상향변환된 단일광자를 측정하면 잡음의 효과를 최소화할 수 있고, 신호대 잡음비의 특성을 최대로 높일 수 있다.

국소 간 종양의 조직적 특성을 평가하는데 있어 최근 핵의학의 역할 (Changing Role of Nuclear Medicine for the Evaluation of Focal Hepatic Tumors: From Lesion Detection to Tissue Characterization)

  • 김천기;윤미진
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.211-224
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    • 1998
  • The role of scintigraphic imaging has moved from the detection of lesions to the tissue-specific characterization of lesions over the past 2 decades. Major advances in nuclear medicine imaging include: 1) positron imaging, 2) improved instrumentation, such as the use of multidetector (dual or triple head) gamma cameras for single photon emission computed tomography, and 3) development of numerous new radiopharmaceuticals for positron or single photon imaging (labeled glucose analogue, amino acids, fatty acids, hormones, drugs, receptor ligands, monoclonal antibodies, etc). These advances have resulted in a significantly improved efficacy of radionuclide techniques for the evaluation of various tumors, including those within the liver. The current role of nuclear medicine in the evaluation of focal hepatic tumors is reviewed in this article with an emphasis on the clinical applications of various tracer studies and imaging findings.

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용액내 단일 분자 검출을 위한 컴퓨터 인터페이싱 광자계수기의 제작 (Fabrication of computer-interfaced photon counter for single molecule detection in solution)

  • 고동섭
    • 한국광학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.42-46
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    • 1997
  • 단일 색소 분자가 공초점 현미경의 검출 영역을 통과하면서 방출하는 형광폭발신호를 수집하기 위해서 컴퓨터 인터페이싱 광자계수기를 제작하였다. 사용한 계수기 소자들에 의해서 결정되는 최대 계수 속도는 약 80 MHz이며, 486급 PC 컴퓨터와 BASIC으로 작성한 프로그램을 사용하였을 때 최소 bin-width는 약 25.mu.s이었다. 이 계수기를 사용하여 에틸렌글리콜 용액내에 있는 JA22 단일 분자의 형광폭발신호를 수집하였으며 그 특성을 간략하게 기술하였다. 이때 색소 분자의 농도는 약 1 * $10^{-11}$ mol/L이었다.

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