高温超导YBCO双晶结太赫兹检测器

发布时间：2018-05-03 01:34

本文选题：高温超导 + 太赫兹　；参考：《南京大学》2017年硕士论文

【摘要】：太赫兹(THz)波是电磁波谱中最后一个有待进行全面研究开发的波段,因为其独特的特性及广泛的应用前景而被人们熟知。近些年来,太赫波源和太赫兹波探测技术不断的向前发展极大地促进了 THz波的发展和应用。高温超导约瑟夫森结具有高度的非线性及良好的高频响应等特点,以此为基础构成的太赫兹检测器具有灵敏度高、噪声系数低、工作频带宽等特性。本文已成功制备出了性能稳定的高温超导YBCO双晶结,进行了太赫兹波段的谐波混频实验;测量并分析了噪声系数对混频器性能的影响;对约瑟夫森结平面天线进行多种结构设计,同时进行了基本的测量分析;开展的具体研究工作内容如下:1.研究了高温超导YBCO双晶结的THz检测器的制备方法与工艺,成功制备出了性能稳定、不同微桥尺寸的YBCO双晶结,并基于GM制冷机研制了一套高温超导THz检测系统,对微桥尺寸约为1μm*6μm的双晶结进行检测,发现对623 GHz的信号有良好的响应,其谐波次数达到220次以上,表明我们制备的超导YBCO双晶结在高频波段是具有较高灵敏度的。2.对THz混频检测器进行了基本的性能分析,测量并计算了检测器的噪声系数,在220 GHz辐射条件下,其系统最小的噪声系数约为11 dB。由于脉冲管制冷机的性能存在不足,基于原有设计的基础上进行了简单改良。3.为了加强YBCO双晶结对太赫兹信号的耦合,采用蝶形天线+阻抗匹配的结构进行天线设计,研制出微桥宽度为4 μm的太赫兹检测器,通过测量不同频率下信号功率变化对夏皮罗台阶高度的影响,得到了天线的谐振频率并采用直接测量其频谱响应的方法进行了实验结果验证,两种方法均表明这种天线结构能够有效提升检测器的资用功率。
[Abstract]:In recent years , the high - temperature superconducting YBCO double crystal junction with high sensitivity , low noise figure and wide working frequency band has been successfully prepared . The results show that the high temperature superconducting YBCO double crystal junction has high sensitivity , low noise figure and wide working frequency band .

【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN773

【参考文献】