Kinetic Inductance Detectors for Cosmology
Highly efficient light detectors
The large-scale physics programs in which PCCP is invested are developing cutting-edge technologies. This is particularly the case for the observation of the first light emitted in the Universe – the cosmic microwave background – for which George Smoot was awarded the Nobel Prize in 2006. The PCCP is invested in the development of a laboratory working on the development of highly efficient light detectors. This project is supported by the Investissements d'Avenirs program and by a collaboration with the Nazarbaiev University in Kazakhstan. Your support for this forward-looking activity can help develop these new detectors, thanks to an exemplary collaboration between fundamental research and innovation. Make a donation
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Les détecteurs à inductance cinétique (KIDs) se caractérisent par une très haute sensibilité, un facteur de qualité élevé (Q>105), une large bande, une fabrication facile et la possibilité de multiplexer de grands réseaux de détecteurs. Ils ont été utilisés dans divers projets astronomiques dans les bandes millimétrique, infrarouge, optique et des rayons X, pour l’imagerie passive et le comptage de photons uniques.
Les KIDs fonctionnent à 1/8 de la température critique de leur matériau, qui est généralement d’environ 100 mK. Ils utilisent la variation de l’impédance de surface d’un supraconducteur lorsque les photons entrants brisent les paires de Cooper, ce qui déplace la fréquence de résonance. Le signal entrant peut alors être détecté en mesurant le déphasage dans le résonateur. Les réseaux de KIDs peuvent être facilement réalisés en accordant leur fréquence de résonance et peuvent être lus dans le domaine fréquentiel naturellement.
Le PCCP/APC travaille sur les KIDs depuis 2012, en se concentrant principalement sur les KIDs couplés à une antenne multicolore pour la cosmologie [1]. Il utilise une antenne à fente large bande pour recevoir le signal et sépare le signal en plusieurs bandes par des filtres sur puce. Le signal est ensuite détecté.
Fig.1 antenna couple KIDs developed at PCCP
Fig. 2 Film resistivity and response of Al/Au KIDs
PCCP has also been working on bi-layer material (Al/Au) for KIDs [2]. The initial results show the bi-layer KIDs have higher sensitivity than usual materials such as Aluminum and Niobium, as is shown in Fig. 2. PCCP has a variety of collaborations with Paris Observatory and Institut Néel in France and Nazarbayev University in Kazakhstan.