超高靈敏度太赫茲超導(dǎo)探測器

1 超導(dǎo)隧道結(jié)混頻器001
1.1 引言003
1.2 超導(dǎo)量子混頻理論007
1.2.1 超導(dǎo)基本理論007
1.2.2 約瑟夫森效應(yīng)013
1.2.3 經(jīng)典混頻理論016
1.2.4 超導(dǎo)隧道結(jié)準(zhǔn)粒子隧穿效應(yīng)024
1.2.5 量子混頻理論029
1.3 超導(dǎo)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(dǎo)隧道結(jié)調(diào)諧和阻抗變換電路035
1.4 超導(dǎo)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(dǎo)隧道結(jié)混頻器036
1.6 小結(jié)與展望041
2 超導(dǎo)熱電子混頻器043
2.1 引言045
2.2 超導(dǎo)熱電子混頻器基本原理045
2.2.1 超導(dǎo)熱電子混頻器原理045
2.2.2 超導(dǎo)熱電子混頻器特性050
2.3 超導(dǎo)熱電子混頻器熱點(diǎn)模型058
2.3.1 一維熱點(diǎn)模型058
2.3.2 非均勻吸收熱點(diǎn)模型062
2.4 超導(dǎo)熱電子混頻器物理機(jī)制及特性066
2.4.1 超導(dǎo)熱電子混頻器量子噪聲066
2.4.2 超導(dǎo)熱電子混頻器溫度變化特性068
2.4.3 超導(dǎo)熱電子混頻器犜c變化特性071
2.4.4 超導(dǎo)熱電子混頻器磁場變化特性074
2.5 天線耦合超導(dǎo)熱電子混頻器077
2.5.1 1.3THz頻段超導(dǎo)熱電子混頻器077
2.5.2 0.1~1.5THz超寬帶超導(dǎo)熱電子混頻器082
003 目錄
2.6 小結(jié)與展望084
3 超導(dǎo)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(yīng)用領(lǐng)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(shè)計(jì)092
3.2 超導(dǎo)動態(tài)電感探測器機(jī)理及特性094
3.2.1 超導(dǎo)動態(tài)電感探測器基本原理094
3.2.2 超導(dǎo)動態(tài)電感探測器特性102
3.3 頻分復(fù)用讀出技術(shù)111
3.3.1 超導(dǎo)探測器讀出技術(shù)111
3.3.2 MKID頻分復(fù)用讀出技術(shù)112
3.3.3 32像元×32像元MKID頻分復(fù)用讀出電路116
3.4 32像元×32像元超導(dǎo)動態(tài)電感探測器陣列118
3.4.1 探測器陣列仿真設(shè)計(jì)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(dǎo)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(dǎo)相變邊緣探測器機(jī)理及特性150
4.3.1 超導(dǎo)相變邊緣探測器基本原理150
4.3.2 超導(dǎo)相變邊緣探測器噪聲155
4.3.3 超導(dǎo)相變邊緣探測器復(fù)阻抗159
4.4 單像元超導(dǎo)相變邊緣探測器160
4.4.1 單層膜超導(dǎo)相變邊緣探測器160
4.4.2 雙層膜超導(dǎo)相變邊緣探測器164
4.4.3 合金膜超導(dǎo)相變邊緣探測器165
超高靈敏度太赫茲超導(dǎo)探測器004
4.5 大規(guī)模超導(dǎo)相變邊緣探測器陣列166
4.5.1 超導(dǎo)相變邊緣探測器陣列167
4.5.2 超導(dǎo)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(dǎo)相變邊緣探測器陣列176
4.5.4 256像元超導(dǎo)相變邊緣探測器陣列180
4.6 超導(dǎo)相變邊緣單光子探測器182
4.6.1 超導(dǎo)相變邊緣單光子探測器特性182
4.6.2 鎢超導(dǎo)相變邊緣單光子探測器184
4.6.3 鈦超導(dǎo)相變邊緣單光子探測器186
4.6.4 鈦金超導(dǎo)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(dǎo)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(yùn)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(dǎo)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(dǎo)接收機(jī)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(xiàn)233
索引243