超高靈敏度太赫茲超導探測器

1 超導隧道結(jié)混頻器001
1.1 引言003
1.2 超導量子混頻理論007
1.2.1 超導基本理論007
1.2.2 約瑟夫森效應013
1.2.3 經(jīng)典混頻理論016
1.2.4 超導隧道結(jié)準粒子隧穿效應024
1.2.5 量子混頻理論029
1.3 超導隧道結(jié)單片集成調(diào)諧技術(shù)033
1.3.1 Mattis Bardeen理論及表面阻抗033
1.3.2 超導隧道結(jié)調(diào)諧和阻抗變換電路035
1.4 超導隧道結(jié)混頻器芯片制備工藝035
1.5 毫米波和亞毫米波超導隧道結(jié)混頻器036
1.6 小結(jié)與展望041
2 超導熱電子混頻器043
2.1 引言045
2.2 超導熱電子混頻器基本原理045
2.2.1 超導熱電子混頻器原理045
2.2.2 超導熱電子混頻器特性050
2.3 超導熱電子混頻器熱點模型058
2.3.1 一維熱點模型058
2.3.2 非均勻吸收熱點模型062
2.4 超導熱電子混頻器物理機制及特性066
2.4.1 超導熱電子混頻器量子噪聲066
2.4.2 超導熱電子混頻器溫度變化特性068
2.4.3 超導熱電子混頻器犜c變化特性071
2.4.4 超導熱電子混頻器磁場變化特性074
2.5 天線耦合超導熱電子混頻器077
2.5.1 1.3THz頻段超導熱電子混頻器077
2.5.2 0.1~1.5THz超寬帶超導熱電子混頻器082
003 目錄
2.6 小結(jié)與展望084
3 超導動態(tài)電感探測器087
3.1 引言090
3.1.1 MKID發(fā)展歷史及應用領域090
3.1.2 MKID芯片常用薄膜特性091
3.1.3 MKID的結(jié)構(gòu)設計092
3.2 超導動態(tài)電感探測器機理及特性094
3.2.1 超導動態(tài)電感探測器基本原理094
3.2.2 超導動態(tài)電感探測器特性102
3.3 頻分復用讀出技術(shù)111
3.3.1 超導探測器讀出技術(shù)111
3.3.2 MKID頻分復用讀出技術(shù)112
3.3.3 32像元×32像元MKID頻分復用讀出電路116
3.4 32像元×32像元超導動態(tài)電感探測器陣列118
3.4.1 探測器陣列仿真設計119
3.4.2 探測器陣列芯片制備121
3.4.3 探測器陣列特性125
3.5 小結(jié)與展望140
4 超導相變邊緣探測器141
4.1 引言143
4.2 輻射熱探測器基本原理145
4.3 超導相變邊緣探測器機理及特性150
4.3.1 超導相變邊緣探測器基本原理150
4.3.2 超導相變邊緣探測器噪聲155
4.3.3 超導相變邊緣探測器復阻抗159
4.4 單像元超導相變邊緣探測器160
4.4.1 單層膜超導相變邊緣探測器160
4.4.2 雙層膜超導相變邊緣探測器164
4.4.3 合金膜超導相變邊緣探測器165
超高靈敏度太赫茲超導探測器004
4.5 大規(guī)模超導相變邊緣探測器陣列166
4.5.1 超導相變邊緣探測器陣列167
4.5.2 超導相變邊緣探測器陣列讀出電路168
4.5.3 8像元×8像元超導相變邊緣探測器陣列176
4.5.4 256像元超導相變邊緣探測器陣列180
4.6 超導相變邊緣單光子探測器182
4.6.1 超導相變邊緣單光子探測器特性182
4.6.2 鎢超導相變邊緣單光子探測器184
4.6.3 鈦超導相變邊緣單光子探測器186
4.6.4 鈦金超導相變邊緣單光子探測器190
4.7 小結(jié)與展望191
5 量子級聯(lián)激光器與超導熱電子混頻器集成技術(shù)研究193
5.1 引言195
5.2 太赫茲量子級聯(lián)激光器基本原理197
5.2.1 太赫茲量子級聯(lián)激光器電子輸運特性198
5.2.2 太赫茲量子級聯(lián)激光器諧振腔特性201
5.3 太赫茲量子級聯(lián)激光器輻射特性及調(diào)控203
5.3.1 太赫茲量子級聯(lián)激光器波束特性203
5.3.2 太赫茲量子級聯(lián)激光器頻率特性209
5.3.3 太赫茲量子級聯(lián)激光器功率特性212
5.4 太赫茲量子級聯(lián)激光器與超導熱電子混頻器的集成技術(shù)213
5.4.1 2.5/2.7THz頻段高集成度超導接收機213
5.4.2 2.9/3.5THz頻段基于量子級聯(lián)激光器的高分辨率頻譜儀216
5.4.3 30THz頻段基于量子級聯(lián)激光器的高分辨率頻譜儀228
5.5 小結(jié)與展望232
參考文獻233
索引243