Криогенные детекторы терагерцового диапазона

Содержание

Слайд 3

Затухание на уровне моря

Затухание на уровне моря

Слайд 4

Два семейства методов

Понижение частоты квантово-оптических методов
Низкое спектральное разрешение (ширина линии источников >10

Два семейства методов Понижение частоты квантово-оптических методов Низкое спектральное разрешение (ширина линии
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

Слайд 5

Радиоастрономия

Радиоастрономия

Слайд 6

Спектроскопия

Спектроскопия

Слайд 7

Пример спектра, измеренного гетеродинным методом

Пример спектра, измеренного гетеродинным методом

Слайд 8

Медицинская диагностика

Медицинская диагностика

Слайд 9

Базально-клеточная карцинома

Базально-клеточная карцинома

Слайд 11

Детектирование наркотических веществ

Детектирование наркотических веществ

Слайд 12

Детекторы кинетической индуктивности

Детекторы кинетической индуктивности

Слайд 15

Детекторы с антенной

Детекторы с антенной

Слайд 16

Примеры широкополосных антенн

спиральная

логопериодическая

Поверхностные токи логопериодической антенны

Примеры широкополосных антенн спиральная логопериодическая Поверхностные токи логопериодической антенны

Слайд 17

Размещение чипа на квазиоптическкой линзе

Размещение чипа на квазиоптическкой линзе

Слайд 18

Волноводные конструкции

Недостаток - узкополосность

Волноводные конструкции Недостаток - узкополосность

Слайд 19

Согласование антенны с приемником

Импеданс приемника Zпр = Rпр + iXпр

Импеданс антенны ZA

Согласование антенны с приемником Импеданс приемника Zпр = Rпр + iXпр Импеданс
= RA+ iXA

Слайд 20

Физика болометров

 

Физика болометров

Слайд 21

Расчет чувствительности

 

 

- падающая мощность модулируется с частотой ω

R – сопротивление резистивного термометра

Тогда

Расчет чувствительности - падающая мощность модулируется с частотой ω R – сопротивление
выделяемая мощность

 

Исходящий тепловой поток

 

k(T) – удельная теплопроводность

Слайд 22

Уравнение теплового баланса

Поток входной мощности равен потоку выходной и сумме выходной и

Уравнение теплового баланса Поток входной мощности равен потоку выходной и сумме выходной
накапливаемой в абсорбере с теплоемкостью С

 

 

- динамическая теплопроводность

 

стационарная часть -

зависящая от времени

 

Слайд 23

чувствительность по напряжению

 

Подставляя нестационарную часть уравнения теплового баланса получаем:

 

[B/Вт]

Поскольку R зависит от

чувствительность по напряжению Подставляя нестационарную часть уравнения теплового баланса получаем: [B/Вт] Поскольку
Т, то для учета приращения напряжения V1 используют эффективную теплопроводность

 

где

 

- коэффициент электротермической обратной связи

Слайд 24

Электротермическая обратная связь

Полупроводники: α<0 Ge>G
сверхпроводники: α>0 Ge

Чувствительность по напряжению

 

 

Нужен разумный баланс

Электротермическая обратная связь Полупроводники: α G сверхпроводники: α>0 Ge Чувствительность по напряжению
между высокой чувствительностью и малой τe

Слайд 25

Мощность эквивалентная шуму

Это оптическая мощность, приложенная к входу идеального (нешумящего) оптического приемника

Мощность эквивалентная шуму Это оптическая мощность, приложенная к входу идеального (нешумящего) оптического
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

Слайд 26

Собственная МЭШ болометра

 

Собственная МЭШ болометра

Слайд 27

Болометр на крае с/п перехода

Изменение электронной температуры БКП под действием излучения приводит

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

Слайд 28

ΔT<10-5 К
NEP~10-15 W/Hz0.5

Минимальная NEP ~ 10-15 W/Hz0.5
При Tc=500 mK

ΔT NEP~10-15 W/Hz0.5 Минимальная NEP ~ 10-15 W/Hz0.5 При Tc=500 mK

Слайд 29

Болометр на холодных электронах

Болометр на холодных электронах

Слайд 30

Уравнение теплового баланса БХЭ

Уравнение теплового баланса БХЭ
Имя файла: Криогенные-детекторы-терагерцового-диапазона.pptx
Количество просмотров: 200
Количество скачиваний: 0