Длинноволновые ИК- фотоприемники на основе твердых растворов Hg 1-x Cd x Te Румянцев В.В. - презентация

1 Длинноволновые ИК- фотоприемники на основе твердых растворов Hg 1-x Cd x Te Румянцев В.В.

2 План семинара 1. ТГц диапазон 2. Характеристики приемников 3. Обзор приемников ТГц-диапазона 4. КРТ-приемники

3 ТГц диапазон Терагерцовое излучение: безвредно для человека менее подвержено рассеянию, чем ИК и видимое соответствует частотам вращательных и колебательных переходов многих молекул Следовательно, может применяться в: системах безопасности при медицинской диагностике для экологического мониторинга контроля качества медикаментов и продуктов питания высокоскоростной связи

4 «Figures of merit» Спектр чувствительности Быстродействие Рабочая температура

5 «Figures of merit»

6 «Figures of merit» «Figures of merit» тепловой дробовой Шум

7 «Figures of merit»

8 Types of infrared detectors

9 Приемники ТГц диапазона Direct Heterodine

10 Uncooled detectors

11 Photoconductive antenna sensor

12 Зонная структура CdTe и HgTe

13 Зависимость ширины запрещенной зоны твердого раствора от х A.Rogalski HgCdTe infrared detector material: history, status and outlook Rep. Prog. Phys. 68, 2267 (2005)

14 На пути к VLWIR

15 Фотовозбуждение ТГц-излучениемфемтосекундной длительности Спектр излучения, полученного оптическим выпрямлением излучения на кристалле ZnTe Временное разрешение методики – 1 нс.

16 Модульконтроля длиныволны Лазернакачки мкм мДж Оптический изоляторФарадея Параметрический генераторKTP OPO Переключатель зеркал M3 M мкм / 2 / 2 Ячейка Фарадея П2 П1 T D1 M4 M5 M6 ПО M8 M7 KTP / 2 D2 Параметрический генераторZGP OPO Генератор разностнойчастоты D3 M10 M9 M11 Фильтрующий элемент ZGP1ZGP2 M12 M13 Переключатель кристаллов Компенсатор ДР M14 CdSe Подвижная платформа Поляризационный фильтр M15 LiNbO 3 Ф S i 2 РЧ SFG S 1 M мкм 2.05мкм 2.3 2,6?9,63мкм мДж 1,94?2,36мкм 28-41мДж Узкополосное (5 см -1 ), перестраиваемое в диапазоне 11 – 17 мкм излучение. Временное разрешение методики ~ 5 нс Лазерный комплекс SOLAR OPO Фотовозбуждение ИК-излучением наносекундной длительности

17 Времена релаксации ФП

18 Зависимость времен от красной границы ФП

19 От гелия к азоту (образец )

20 Оценка чувствительности Для образца при Т = 77 К размером l = 0.5 см, толщиной d = 5 мкм, n = 3.7*10 14 см -3, μ = 1.9*10 5 см 2 /В*с, τ = 0.4 мкс, λ с =19 мкм S I = 5 A/W Найквистовские шумы малы, для дробового шума NEP = I n /S I ~ 6* W*Hz -1/2 Ампер-ваттная чувствительность (при 100% квантовой эффективности):

21 За кадром Механизмы релаксации Шокли-Рид-Холл Оже Излучательная