[发明专利]一种超导纳米线单光子探测器的时域抖动仿真方法

摘要

本发明公开了一种超导纳米线单光子探测器的时域抖动仿真方法，所述时域抖动仿真方法包括以下步骤在超导纳米线单光子探测器的电热模型中加入电噪声和热噪声，并生成多个输出电压脉冲信号；设计放大器等效的滤波器，通过所述滤波器对输出电压脉冲信号进行滤波处理，获取时域抖动的数值；通过所述时域抖动的数值计算时域抖动。本发明可以模拟不同的噪声对于时域抖动的影响，包括偏置电流上的电噪声、射频放大器引入的电噪声、衬底温度的抖动、纳米线空间结构的微小变化；本发明可以分析不同器件参数和测试环境对于时域抖动的影响，包括动能电感、RF放大器的带宽、衬底温度、衬底与纳米线的热交换系数、纳米线宽度和厚度以及纳米线的缺陷。

主权项

一种超导纳米线单光子探测器的时域抖动仿真方法，其特征在于，所述时域抖动仿真方法包括以下步骤：步骤一、在超导纳米线单光子探测器的电热模型中加入电噪声和热噪声，并生成多个输出电压脉冲信号；其中，步骤一具体为：1)将偏置电流Ib变为Ib+δIb(t)，δIb(t)为n*m的矩阵，矩阵的每一行为一组高斯分布的数组，数组均值为0，方差为σIb；2)将纳米线宽度w和厚度h分别变为w+δw(x)和h+δh(x)，其中δw(x)和δh(x)同样为n*m的矩阵，矩阵的每一行为一组高斯分布的数组，数组均值为0，方差为σw和σh；3)将衬底温度Tsub变为Tsub+δTsub(t)，其中δTsub(t)为1*m的矩阵，矩阵是一组高斯分布的数组，数组均值为0，方差为σT；步骤二、设计放大器等效的滤波器，通过所述滤波器对输出电压脉冲信号进行滤波处理，获取时域抖动的数值；其中，步骤二具体为：(1)将采样频率设为和示波器相同的采样率；(2)设计一个巴特沃斯滤波器，带宽为放大器的带宽；对脉冲信号进行插值；(3)将噪声信号放大到原来的gain*NF倍，将不带噪声的电压脉冲信号通过相同的滤波器，再扩大到原来的gain倍；(4)最后将带噪声的电压脉冲信号、与不带噪声的电压脉冲信号叠加，即可得到通过放大器之后的电压脉冲信号；(5)通过上述操作步骤将n个脉冲都通过放大器，用通过放大器之后的电压脉冲信号计算时域抖动的数值；步骤三、通过所述时域抖动的数值计算时域抖动。