Шумовые характеристики и оптимальная поглощенная мощность гетеродина NbN HEB смесителя терагерцового диапазона

• Автор: Третьяков, Иван Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Оглавление
Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи
§ 1.1 Приемники прямого детектирования
§1.2 Супергетеродинные приемники терагерцового диапазона на основе
СИСиДБШ
§ 1.3 Эффект электронного разогрева в сверхпроводниках
§ 1.4 Смесители на электронном разогреве в сверхпроводниках
§1.5 Квазиоптические схемы согласования сверхпроводящего мостика с
высокочастотным излучением
§1.6 Выбор объекта исследования и постановка задач
Глава 2. Технология изготовления и методика исследования HEB
смесителя
§2.1 Технологические аспекты изготовления квазиоптического HEB
смесителя
§2.2 Терагерцовый лазер на парах воды
§2.3 Методика измерения характеристик ELEB смесителя на постоянном

§2.4 Методика измерения оптимальной поглощенной мощности
гетеродина HEB смесителя на частоте гетеродина 2.5ТГц
§2.5 Методика измерения шумовых характеристик смесителя на частоте
гетеродина 2.5 ТГц
§2.6 Заключение
Глава 3. Исследования шумовой температуры HEB смесителя на
частоте гетеродина 2,5 ТГц
§3.1 Анализ зависимости сопротивления HEB смесителя от
температуры
§3.2 Измерения шумовой температуры HEB смесителя на частоте
гетеродина 2,5 ТГц
§3.3 Измерение зависимости шумовой температуры от ширины сверхпроводящего мостика HEB смесителя на частоте гетеродина

2,5 ТГц
§3.4 Заключение
Глава 4. Исследование шумовой полосы и оптимальной поглощенной
мощности HEB смесителя на частоте гетеродина 2,5 ТГц
§4.1 Измерение шумовой полосы HEB смесителя
§4.2 Исследование зависимости оптимальной поглощенной мощности
гетеродина от длины сверхпроводящего мостика HEB смесителя
§4.3 Заключение
Заключение
Литература

Список основных сокращений и обозначений.
АЧХ -амплитудно-частотная характеристика.
ВАХ -вольт-амперная характеристика.
ВТСП -высокотемпературный сверхпроводник.
ВЧ -высокая частота.
ДБШ -диод с барьером Шоттки.
ИК -инфракрасный диапазон волн.
ММ -миллиметровый диапазон волн.
НЕВ -болометр на горячих электронах в сверхпроводниковых
плёнках в резистивном состоянии (англ. -Hot Electron Bolometer).
ПЧ -промежуточная частота.
СИС -туннельный переход сверхпроводник-изолятор-
сверхпроводник.
СубММ -субмиллиметровый диапазон волн
v -частота излучения.
0 -электронная температура,
р -удельное сопротивление.
©о -промежуточная частота, частота модуляции излучения.
АВ -полоса преобразования смесителя (полоса промежуточных
частот).
т -постоянная времени болометра,
т© -время релаксации электронной температуры.
Tdiff -время диффузии электронов.
те-е -время электрон-электронного взаимодействия.
Te.ph -время электрон-фононного взаимодействия.
xesc -время выхода фононов в подложку.
тт -постоянная времени смесителя.

■■■■мккнк ■
гетеродина.
Это описание имеет аналитическое решение. ВАХ мостика вычисляется через зависимость длины нормального домена от величины тока смещения. Расчеты шумовой температуры и коэффициента преобразования НЕВ смесителя в рамках данной модели при численном моделировании с соответствующими подгоночными параметрами [73] дают результаты, близкие к полученным с использованием двухтемпературной модели по уравнениям (3) и (4).
§ 1.4 Смесители на электронном разогреве в
сверхпроводниках.
Независимость эффекта разогрева электронов в ультратонкой пленке сверхпроводника от частоты излучения вплоть до видимого диапазона, высокая температурная зависимость сопротивления и малое время релаксации стимулировало создание электрон разогревных болометров и смесителей на их основе [75], обозначаемых в международной терминологии как «hot electron bolometer» (НЕВ).
Рассмотрим более подробно механизм работы и основные характеристики НЕВ в режиме смесителя с точки зрения ранее упомянутой модели однородного электронного разогрева.
В условиях, когда на болометр с заданным током смещения подается излучение от гетеродина и сигнала, напряжение сигнала на выходе смесителя на промежуточной частоте может быть вычислена следующим образом:
и = 2^1 Рш Р ь. сое (2 л: / Г) ^15)
где Рю - поглощенная мощность гетеродина, Р$ - поглощенная мощность сигнала, / = (До - Л) - промежуточная частота. Отметим, что выходной спектр смесителя может содержать кроме / ещё и До, Л, До + Л и их