Криогенные детекторы терагерцового диапазона. - презентация

1 Криогенные детекторы терагерцового диапазона

2

3 Затухание на уровне моря

4 Два семейства методов Понижение частоты квантово-оптических методов – Низкое спектральное разрешение (ширина линии источников >10 кГц), акустооптика, брэгговские решетки, детекторы мощности Увеличение рабочей частоты радиофизических методов – Все функциональные элементы могут быть представлены в виде R,L,C эквивалентных схем – Супергетеродинные приемники. Источники гетеродина имеют высокую фазовую стабильность

5 Радиоастрономия

6 Спектроскопия

7 Пример спектра, измеренного гетеродинным методом

8 Медицинская диагностика

9 Базально-клеточная карцинома

10

11 Детектирование наркотических веществ

12 Детекторы кинетической индуктивности

13

14

15 Детекторы с антенной

16 Примеры широкополосных антенн спиральная логопериодическая Поверхностные токи логопериодической антенны

17 Размещение чипа на квазиоптическкой линзе

18 Волноводные конструкции Недостаток - узкополосность

19 Согласование антенны с приемником Импеданс приемника Z пр = R пр + iX пр Импеданс антенны Z A = R A + iX A

20 Физика болометров

21 Расчет чувствительности - падающая мощность модулируется с частотой ω R – сопротивление резистивного термометра Тогда выделяемая мощность Исходящий тепловой поток k(T) – удельная теплопроводность

22 Уравнение теплового баланса Поток входной мощности равен потоку выходной и сумме выходной и накапливаемой в абсорбере с теплоемкостью С - динамическая теплопроводность стационарная часть - зависящая от времени

23 чувствительность по напряжению Подставляя нестационарную часть уравнения теплового баланса получаем: [B/Вт] Поскольку R зависит от Т, то для учета приращения напряжения V1 используют эффективную теплопроводность где - коэффициент электротермической обратной связи

24 Электротермическая обратная связь Полупроводники: α G сверхпроводники: α>0 Ge

25 Мощность эквивалентная шуму Это оптическая мощность, приложенная к входу идеального (нешумящего) оптического приемника и создающая на выходе электрическую шумовую мощность, равную наблюдаемой на выходе фактически рассматриваемого приемника. Мощность сигнала на входе, при которой соотношение сигнал/шум на выходе равно 1, если времени интегрирования составляет 0.5 с

26 Собственная МЭШ болометра

27 Болометр на крае с/п перехода Изменение электронной температуры БКП под действием излучения приводит к увеличению сопротивления пленки вблизи критической температуры Тк. Ток через болометр, работающий в режиме задания напряжения, считывается посредством СКВИДа.

28 ΔT

29 Болометр на холодных электронах

30 Уравнение теплового баланса БХЭ

31

32 Квантовая эфективность N и S абсорберов