С. А. Рябчун, И. В. Третьяков, М. И. Финкель, С. Н. Масленников, Н. С. Каурова, В. А. Селезнев, Б. М. Воронов, Г. Н. Гольцман ШИРОКОПОЛОСНЫЕ ВЫСОКОСТАБИЛЬНЫЕ ТЕРАГЕРЦОВЫЕ СМЕСИТЕЛИ НА ГОРЯЧИХ ЭЛЕКТРОНАХ ИЗ ТОНКИХ СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНОК NbN Монография Москва – 2011 УДК 621.396.62 ББК 32.849 Ш645 Рецензенты: доктор физико-математических наук, профессор кафедры теоретической физики факультета физики и информационных Коротаев О. Н.; кандидат физико-математических наук, профессор кафедры общей и экспериментальной физики факультета физики и информационных технологий МПГУ технологий МПГУ Ш645 Елантьев А. И. <...> Широкополосные высокостабильные терагерцовые смесители на горячих электронах из тонких сверхпроводни– М. <...> В работе дан обзор исследований полосы преобразования квазиоптического смесителя на горячих электронах с двумя каналами энергетической релаксации – фононным и диффузионным, а также стабильности и флуктуационной чувствительности приемника на основе таких смесителей. <...> Монография предназначена для студентов старших курсов, аспирантов и начинающих исследователей, работающих в области создания устройств терагерцового диапазона. <...> Гетеродинные приемники на основе ДБШ и СИС . <...> HEB смесители с фононным каналом охлаждения . <...> HEB смесители с диффузионным каналом охлаждения . <...> ПОЛОСА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КВАЗИОПТИЧЕСКОГО NBN HEB СМЕСИТЕЛЯ С ДВУМЯ КАНАЛАМИ ОХЛАЖДЕНИЯ . <...> Исследования полосы преобразования HEB смесителя при температуре сверхпроводящего перехода. <...> СТАБИЛЬНОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРНОЕ РАЗРЕШЕНИЕ ВОЛНОВОДНОГО HEB ПРИЕМНИКА НА ЧАСТОТЕ 810 ГГЦ . <...> Температурное разрешение волноводного HEB приемника в радиометрическом режиме . <...> Температурное разрешение волноводного HEB приемника в спектроскопическом режиме . <...> В процессе коллапса основная часть энергии туманности переходит в электромагнитное излучение терагерцового диапазона. <...> Таким образом, наблюдения, проведенные в терагерцовой области, могут способствовать лучшему пониманию <...>
Широкополосные_высокостабильные_терагерцовые_смесители_на_горячих_электронах_из_тонких__сверхпроводниковых_пленок_NbN_Монография.pdf
УДК 621.396.62
ББК 32.849
Ш645
Рецензенты:
доктор физико-математических наук, профессор кафедры
теоретической физики факультета физики и информационных
Коротаев О. Н.;
кандидат физико-математических наук, профессор кафедры
общей и экспериментальной физики факультета физики
и
информационных технологий МПГУ
технологий МПГУ
Ш645
Елантьев А. И.
Рябчун С. А., Третьяков И. В., Финкель М. И., Масленников
С. Н., Каурова Н. С., Селезнев В. А., Воронов Б. М., Гольцман
Г. Н. Широкополосные высокостабильные терагерцовые
смесители на горячих электронах из тонких сверхпроводни–
М.: МПГУ, 2011. – 86 с.
ковых пленок NbN: Монография.
Монография посвященна обзору исследований терагерцовых
смесителей на горячих электронах из тонких
сверхпроводящих пленок NbN. В работе дан обзор исследований
полосы преобразования квазиоптического смесителя
на горячих электронах с двумя каналами энергетической
релаксации – фононным и диффузионным, а также
стабильности и флуктуационной чувствительности приемника
на основе таких смесителей. Монография охватывает
большое количество оригинальных работ (в том числе
и автора монографии), посвященных исследованию терагерцовых
смесителей на горячих электронах на основе тонких
сверхпроводниковых пленок.
Монография предназначена для студентов старших курсов,
аспирантов и начинающих исследователей, работающих
в области создания устройств терагерцового диапазона.
ISBN 978–5-4263–0047–7
© Авторский коллектив, 2011
© МПГУ, 2011
© Оформление. Издательство «Прометей», 2011
Стр.2
Содержание
Введение ....................................................................................................... 5
ГЛАВА 1. ГЕТЕРОДИННЫЕ ПРИЕМНИКИ
ТЕРАГЕРЦОВОГО ДИАПАЗОНА ............................................14
1.1. Гетеродинные приемники на основе ДБШ и СИС ......................14
1.1.1. ДБШ смесители .....................................................................14
1.1.2. СИС смесители .....................................................................15
1.2. Смесители на горячих электронах ................................................17
1.2.1. Эффект электронного разогрева в сверхпроводниках .........17
1.2.2. HEB смесители с фононным каналом охлаждения .............20
1.2.3. HEB смесители с диффузионным каналом охлаждения .....24
1.2.4. Согласование HEB смесителя с входным излучением ........24
1.2.5. Стабильность HEB приемника .............................................27
ГЛАВА 2.ИЗГОТОВЛЕНИЕ HEB СМЕСИТЕЛЕЙ
И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК...........36
2.1. Изготовление HEB смесителей .....................................................36
2.1.1. Квазиоптические HEB смесители ........................................36
2.1.2. Волноводные HEB смесители...............................................38
2.2. Зависимость сопротивления HEB смесителя от температуры.....38
2.3. Полоса преобразования HEB смесителя ......................................40
2.4. Стабильность HEB приемника .....................................................43
2.5. Температурное разрешение HEB приемника ...............................45
ГЛАВА 3. ПОЛОСА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
КВАЗИОПТИЧЕСКОГО NBN HEB СМЕСИТЕЛЯ
С ДВУМЯ КАНАЛАМИ ОХЛАЖДЕНИЯ ................................48
3.1. Параметры исследуемых HEB смесителей ...................................48
3.2. Исследования полосы преобразования HEB смесителя
при температуре сверхпроводящего перехода.............................51
3.3. Калибровка тракта ПЧ HEB приемника .......................................54
ГЛАВА 4. СТАБИЛЬНОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРНОЕ
РАЗРЕШЕНИЕ ВОЛНОВОДНОГО HEB
ПРИЕМНИКА НА ЧАСТОТЕ 810 ГГЦ .....................................58
4.1. СВЧ инжектирование ....................................................................58
4.2. Исследование стабильности волноводного HEB приемника ......62
4.3. Температурное разрешение волноводного HEB приемника
в радиометрическом режиме ........................................................66
Стр.3
4.4. Температурное разрешение волноводного HEB приемника
в спектроскопическом режиме .....................................................69
Заключение . ................................................................................................72
Список публикаций авторов ........................................................................74
Список литературы ......................................................................................75
Список сокращений .....................................................................................84
Стр.4