Исследование основных характеристик и разработка алгоритмов управления сверхпроводниковым интегральным приемником

• Автор: Киселев, Олег Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Оглавление
Оглавление

Список используемых сокращений и обозначений

1. Введение

1.1. Вступление

1.2. Сверхпроводниковый интегральный приемник

1.2.1. Основные элементы СИП

1.2.2. СИС смеситель

1.2.3. РДП в качестве гетеродина

1.2.4. Гармонический смеситель и система ФАПЧ

1.3. Задачи проекта ТЕЫ8

1.4. Экспериментальная установка
1.5. Применение СИП для спектрометрического исследования газовых
смесей
1.6. Постановка задачи
2. Исследование основных электрофизических характеристик СИП
2.1. СИС смеситель
2.2. РДП, характеристики по постоянному току
2.3. Гармонический смеситель и система ФАПЧ
2.4. Выводы главы
3. Оптимизация чувствительности и спектральных характеристик СИП
3.1. Оптимизация спектральных характеристик СИП
3.2. Оптимизация шумовой температуры СИП
3.3. Влияние температуры микросхемы на основные характеристики
приемника
3.4. Выводы главы
4. СИП в качестве приемного элемента инструмента ТЕЫ8
4.1. Инструмент ТЕЫБ
4.2. Система управления СИП в составе инструмента ТЕЬК
4.3. Тестовые кампании инструмента ТЕЫБ
4.4. Полетные кампании инструмента ТЕЫв, некоторые полученные
результаты
4.5. Выводы главы
5. Применение СИП для исследования газовых смесей в лабораторных
условиях
5.1. Установка исследования газов пассивным методом
5.2. Установка исследования газов активным методом 102
5.3. Выводы главы
Заключение
Список публикаций автора
Литература

Список используемых сокращепий и обозначений
ВАХ - вольт-амперная характеристика
РДП - распределенный джозефсоновский переход
СИС - сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник
СИП - сверхпроводниковый интегральный приемник
ФАПЧ - фазовая автоподстройка частоты
ГС - гармонический смеситель
ПЧ - промежуточная частота
СК - спектральное качество

Из-за квантовомеханических эффектов квазичастичный диссипативный ток через джозефсоновский переход, характеризующий затухание электромагнитной волны, зависит от напряжения рабочей точки, а также частоты и мощности падающего извне электромагнитного сигнала. Под действием этого сигнала растет ток нормальных электронов, переход накачивается. Собственная джозефсоновская генерация перехода также может приводить к эффекту «самонакачки» [52, 53], в результате чего образуются квазичастичные ступеньки при напряжениях 2п+1). Для п=1 -первая ступень самонакачки возникает при Кл$с=1//3-
Напряжение V/5С служит своеобразной границей, разделяющей две области: область ступенек Фиске с малым затуханием (ниже Ус) и режим безрезонансного движения вихрей (выше Ккс), которые соответствуют различным значениям параметра затухания электромагнитной волны а, имеющего физический смысл нормальной проводимости туннельного барьера на единицу длины перехода. Когда квант магнитного потока сталкивается с краем перехода, часть электромагнитного излучения отражается обратно, при этом отраженная волна может в случае малого а достигнуть противоположного края. Тогда возникают стоячие волны, которые при определенных резонансных частотах облегчают вхождение в переход флаксонов, в результате чего ВАХ имеют ярко выраженную резонансную структуру. Чем меньше затухание, тем острее резонансные пики и круче ВАХ, которые называют ступеньками Фиске [54]. Эта ситуация соответствует первой рабочей области при напряжениях меньше Рлус-[55, 56]. При напряжениях выше Vj.sc происходит скачкообразное увеличение а, отраженные волны не достигают противоположного края перехода и ВАХ становятся более плавными; их наклон (дифференциальное сопротивление) увеличивается. Это облегчает непрерывную перестройку рабочей частоты РДП, но увеличивает ширину автономной линии генерации. Этот режим плотной цепочки вихрей часто называется флакс-флоу режимом, или режимом вязкого течения джозефсоновских вихрей [57, 58], когда расстояние между центрами соседних вихрей составляет порядка 2А.;. Параметр затухания плазменных колебаний а пропорционален плотности критического