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| 講演名 | 2018-08-09 14:15 大規模超伝導ナノワイヤ単一光子検出器アレイに向けたRow-column読出方式に基づく単一磁束量子イベント駆動型エンコーダの提案 ○宮嶋茂之・藪野正裕（NICT）・三木茂人（NICT/神戸大）・寺井弘高（NICT）  SCE2018-14 |
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| 抄録 | （和） | 我々は超伝導ナノワイヤ単一光子検出器(SSPD)を用いた大規模単一光子イメージングシステムに向け、Row-column読出方式に基づくイベント駆動型の単一磁束量子(SFQ)エンコーダを提案する。Row-column読出読出では、N^2ピクセルから2N本の配線数で信号を読み出すことが可能であり、個々のピクセルから信号を読み出す場合と比較して、読み出し配線数の大幅な削減が期待される。今回設計したSFQエンコーダの入力チャンネルは32 + 32 chであり、32 x 32 pixelのSSPDアレイに対応することが可能である。設計した回路では光子を検出するごとにアドレス情報をデジタル信号にエンコードして出力するため、アドレス情報と光子検出の時間情報の両方を得ることができる。作製された回路のジョセフソン接合数は2780であり、ジョセフソン接合の臨界電流値を半分に減少させたため、駆動させるために必要なバイアス電流は170 mAであった。液体ヘリウム下で作製された回路の単独試験を行った。単独試験では室温からパルスを与えてSFQエンコーダからの出力信号をオシロスコープで観測した。その結果、すべての入力ポートに対して正常なアドレス値が生成されていることを確認できた。本稿ではRow-column読出方式に基づくSFQイベント駆動型エンコーダの動作及び実験結果の詳細について報告する。 |
| （英） | We propose a single-flux-quantum (SFQ) based event-driven encoder by using a row-column readout architecture for a large-pixel superconducting nanowire single photon detector (SSPD) array. A row-column readout architecture allows reduction of the number of readout wiring to 2N for N x N-pixel SSPD array, which is effective to realize large-scale SSPD array. We designed an SFQ-based event-driven encoder with the input channel of 32 + 32, which can be applied to 32 x 32-pixel SSPD array. The SFQ encoder circuit outputs a digital code corresponding to the spatial information of the pixel that detected the photon for every photon detection event, indicating that the designed circuit can obtain not only the spatial information but also the timing information of photon detection. We reduced the critical currents of the Josephson junctions (JJs) to half value compared to the standard design. The required total bias currents are 170 mA, while the total number of JJs is 2780. We performed a stand-alone test of the fabricated circuit in liquid helium. We applied an electrical pulse from a pulse pattern generator at room temperature, and observe the output waveforms from the SFQ encoder. As a result, we obtained correct output data from the SFQ encoder for respective input ports. In this article, we report on the detail of the operation of the designed circuit and experimental results in liquid helium. | |
| キーワード | （和） | 超伝導ナノワイヤ単一光子検出器 / 単一磁束量子回路 / 単一光子イメージング / / / / / |
| （英） | uperconducting nanowire single photon detector / single flux quantum circuit / single photon imaging / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 118, no. 178, SCE2018-14, pp. 41-46, 2018年8月. | |
| 資料番号 | SCE2018-14 | |
| 発行日 | 2018-08-02 (SCE) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SCE2018-14 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
| 開催期間 | 2018-08-09 - 2018-08-10 |
| 開催地（和） | 豊橋技術科学大学 |
| 開催地（英） | Toyohashi University of Technology |
| テーマ（和） | 検出器・SQUID、一般 |
| テーマ（英） | Detector, SQUID, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SCE |
| 会議コード | 2018-08-SCE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 大規模超伝導ナノワイヤ単一光子検出器アレイに向けたRow-column読出方式に基づく単一磁束量子イベント駆動型エンコーダの提案 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Proposal of a single-flux-quantum based event-driven encoder using a row-column readout architecture for a large pixel superconducting nanowire single photon detector array |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 超伝導ナノワイヤ単一光子検出器 / uperconducting nanowire single photon detector |
| キーワード(2)（和/英） | 単一磁束量子回路 / single flux quantum circuit |
| キーワード(3)（和/英） | 単一光子イメージング / single photon imaging |
| キーワード(4)（和/英） | / |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 宮嶋 茂之 / Shigeyuki Miyajima / ミヤジマ シゲユキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構 (略称： NICT) National Institute of Information and Communications Technology (略称： NICT) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 藪野 正裕 / Masahiro Yabuno / ヤブノ マサヒロ |
| 第2著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構 (略称： NICT) National Institute of Information and Communications Technology (略称： NICT) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 三木 茂人 / Shigehito Miki / ミキ シゲヒト |
| 第3著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構/神戸大学 (略称： NICT/神戸大) National Institute of Information and Communications Technology/Kobe University (略称： NICT/Kobe Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 寺井 弘高 / Hirotaka Terai / テライ ヒロタカ |
| 第4著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構 (略称： NICT) National Institute of Information and Communications Technology (略称： NICT) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2018-08-09 14:15:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | SCE |
| 資料番号 | SCE2018-14 |
| 巻番号（vol） | vol.118 |
| 号番号（no） | no.178 |
| ページ範囲 | pp.41-46 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2018-08-02 (SCE) |
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