本文關(guān)鍵詞：基于超導(dǎo)HEB的太赫茲信號檢測

  更多相關(guān)文章： 太赫茲檢測技術(shù) 熱電子測輻射熱計 直接檢測器 傅里葉變換光譜儀

【摘要】：太赫茲(THZ)檢測技術(shù)可分為外差(相干)檢測和直接(非相干)檢測,不同的檢測技術(shù)所采用的檢測器也并不相同；但其實(shí)除了一些響應(yīng)時間較長的熱檢測器,很多檢測器既可以用作外差檢測也可以用作直接檢測,超導(dǎo)熱電子測輻射熱計(HEB)就是其中一種。當(dāng)超導(dǎo)HEB器件工作在其臨界溫度TC附近時,溫度的微小變化就可以引起器件阻值很大變化,即工作在TC附近的器件可通過其阻值變化來測量所受到的THz源輻射的強(qiáng)度,基于這一特性超導(dǎo)HEB器件可用作直接檢測。本文介紹了一種通過注入微波來驅(qū)動超導(dǎo)HEB器件實(shí)現(xiàn)太赫茲直接檢測的方法,并且搭建了一套基于超導(dǎo)NbN HEB的太赫茲直接檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用易調(diào)控的微波來驅(qū)動超導(dǎo)NbN HEB芯片,通過給超導(dǎo)NbN HEB加上合適的微波信號(頻率為1.5 GHz、功率為-16.52 dBm)和直流偏置(偏置電壓為0.25 mV、偏置電流為12μA),使其偏置在最佳工作點(diǎn)來進(jìn)行太赫茲信號的直接檢測。測得該系統(tǒng)的最佳噪聲等效功率為8×10-12 W(?)Hz,且系統(tǒng)響應(yīng)與入射信號的功率始終線性相關(guān)。此外,本文利用該超導(dǎo)NbN HEB直接檢測系統(tǒng)結(jié)合自行開發(fā)的傅里葉變換光譜儀(FTS)實(shí)現(xiàn)了一套太赫茲信號的快速直接檢測系統(tǒng)；將該直接檢測系統(tǒng)應(yīng)用于金屬網(wǎng)格濾波器頻率特性和THz量子級聯(lián)激光器(QCL)脈沖模式下的輻射譜的測量,同時還使用商用常溫高萊(Golay)檢測器和低溫半導(dǎo)體測輻射熱計檢測器與其進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),測量結(jié)果表明我們初步構(gòu)建的基于超導(dǎo)NbN HEB直接檢測器的系統(tǒng)已具有高于Golay檢測器、并與商用Bolometer檢測器同等的性能,且響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于這兩種商用檢測器。
【關(guān)鍵詞】：太赫茲檢測技術(shù) 熱電子測輻射熱計 直接檢測器 傅里葉變換光譜儀
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.23
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 前言8-15
• 1.1 太赫茲波簡介及其應(yīng)用8-9
• 1.2 太赫茲檢測技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 太赫茲檢測技術(shù)的分類9-10
• 1.2.2 幾種常用的檢測器10-13
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 超導(dǎo)NbN HEB直接檢測系統(tǒng)15-27
• 2.1 NbN HEB器件的結(jié)構(gòu)與性能15-20
• 2.1.1 器件的結(jié)構(gòu)15-16
• 2.1.2 器件的熱電子效應(yīng)16
• 2.1.3 器件的性能16-20
• 2.2 超導(dǎo)NbN HEB直接檢測系統(tǒng)的搭建20-24
• 2.2.1 器件驅(qū)動方式20-22
• 2.2.2 系統(tǒng)搭建22-24
• 2.3 超導(dǎo)NbN HEB直接檢測系統(tǒng)的性能24-27
• 2.3.1 最佳偏置點(diǎn)24-25
• 2.3.2 系統(tǒng)響應(yīng)特性25-27
• 第3章 傅里葉變換光譜儀27-40
• 3.1 原理27-28
• 3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)28-32
• 3.2.1 斬波器30-31
• 3.2.2 光學(xué)反射鏡31
• 3.2.3 光束分離器31-32
• 3.2.4 動鏡運(yùn)動控制裝置32
• 3.3 系統(tǒng)性能指標(biāo)32-33
• 3.3.1 頻率范圍32-33
• 3.3.2 系統(tǒng)分辨率33
• 3.3.3 信噪比33
• 3.3.4 分析速度33
• 3.4 應(yīng)用33-40
• 3.4.1 測量檢測器的頻率響應(yīng)34-36
• 3.4.2 測量太赫茲源的發(fā)射譜36-37
• 3.4.3 測量一些材料的吸收譜37-40
• 第4章 基于NbN HEB的THz信號檢測40-48
• 4.1 金屬網(wǎng)格濾波器頻率特性的測量40-42
• 4.2 量子級聯(lián)激光器的輻射譜測量42-48
• 4.2.1 太赫茲量子級聯(lián)激光器的電光性能42-45
• 4.2.2 THz QCL輻射譜的測量45-48
• 第5章 總結(jié)與展望48-50
• 5.1 總結(jié)48
• 5.2 展望48-50
• 參考文獻(xiàn)50-54
• 致謝54-55
• 碩士期間研究成果55-56

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張剛;;淺談太赫茲波技術(shù)及其應(yīng)用[J];科技廣場;2007年11期

2 戚祖敏;;太赫茲波在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[J];紅外;2008年12期

3 曹鐵嶺;姚建銓;鄭義;;基于法布里-珀羅干涉儀的太赫茲波波長測試方法[J];光學(xué)儀器;2008年02期

4 牧凱軍;張振偉;張存林;;太赫茲科學(xué)與技術(shù)[J];中國電子科學(xué)研究院學(xué)報;2009年03期

5 趙國忠;;太赫茲科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2009年03期

6 董慶楠;;淺談太赫茲波的特點(diǎn)及其在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用[J];科協(xié)論壇(下半月);2009年07期

7 魏華;;太赫茲探測技術(shù)發(fā)展與展望[J];紅外技術(shù);2010年04期

8 張希成;;太赫茲射線——新的射線[J];光學(xué)與光電技術(shù);2010年04期

9 岳楨干;;美國倫斯勒理工學(xué)院太赫茲研究中心的遠(yuǎn)距離太赫茲探測技術(shù)研究[J];紅外;2011年05期

10 岳楨干;;太赫茲波遙感技術(shù)簡介[J];紅外;2011年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張存林;牧凱軍;;太赫茲波譜與成像[A];第八屆全國光學(xué)前沿問題討論會論文集[C];2009年

2 張敏;權(quán)潤愛;阮雙琛;梁華偉;蘇紅;;連續(xù)太赫茲波在產(chǎn)品分布檢測中的應(yīng)用[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2009年

3 戴厚梅;劉勁松;;空氣中產(chǎn)生太赫茲波過程的研究進(jìn)展[A];第十三屆全國紅外加熱暨紅外醫(yī)學(xué)發(fā)展研討會論文及論文摘要集[C];2011年

4 李喜來;徐軍;曹付允;朱桂芳;侯洵;;太赫茲波軍事應(yīng)用研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

5 張存林;趙國忠;;太赫茲波的應(yīng)用[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

6 張存林;趙國忠;沈京玲;張巖;;太赫茲波譜與成像[A];第七屆全國光學(xué)前沿問題討論會論文摘要集[C];2007年

7 范文慧;;太赫茲波譜成像技術(shù)與應(yīng)用[A];第十屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

8 趙國忠;梁衛(wèi)華;張存林;楊國楨;;太赫茲波傳播特性及成像研究[A];第七屆全國光學(xué)前沿問題討論會論文摘要集[C];2007年

9 郭瀾濤;牧凱軍;左劍;張振偉;張存林;;爆炸物的太赫茲超寬帶光譜研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2011年學(xué)術(shù)大會摘要集[C];2011年

10 孟增睿;張偉斌;;太赫茲光譜探測技術(shù)在安全領(lǐng)域的研究進(jìn)展[A];第二屆全國危險物質(zhì)與安全應(yīng)急技術(shù)研討會論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 袁志勇;張巖：借太赫茲波“穿墻透視”[N];科技日報;2013年

2 本報記者　江世亮 邱德青 實(shí)習(xí)生 王禹;太赫茲：又一場“前沿革命”[N];文匯報;2006年

3 記者 任海軍;有設(shè)備會“透視”可“分辨”爆炸物[N];新華每日電訊;2010年

4 常麗君;太赫茲脈沖可提高砷化鎵電子密度[N];科技日報;2011年

5 本報記者　 繆琴;神奇“太赫茲”改變你生活[N];成都日報;2006年

6 常麗君;科學(xué)家開發(fā)出石墨烯太赫茲設(shè)備樣機(jī)[N];科技日報;2012年

7 ;英“遠(yuǎn)程透視眼”能看穿衣服,但不看“隱私”[N];新華每日電訊;2008年

8 實(shí)習(xí)記者 唐燾逸;反暴恐利器：國內(nèi)首臺太赫茲安檢儀發(fā)布[N];中國航空報;2014年

9 劉霞;集成太赫茲收發(fā)器在美問世[N];科技日報;2010年

10 本報記者 侯鐵中;太赫茲研究的中國高度[N];科技日報;2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王偉濤;新型太赫茲參量源研究[D];山東大學(xué);2015年

2 張彪;太赫茲雷達(dá)成像算法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 黃海漩;基于二元光學(xué)矢量理論的太赫茲亞波長功能器件研究[D];深圳大學(xué);2015年

4 李輝;基于連續(xù)太赫茲波檢測人體呼吸運(yùn)動的研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2015年

5 茍君;基于氧化釩輻射熱計的室溫太赫茲探測器研究[D];電子科技大學(xué);2014年

6 賴偉恩;太赫茲時域光譜與新穎太赫茲薄膜器件的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

7 陳琦;幾種新型微波無源器件及太赫茲濾波器的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

8 王蓉蓉;大氣水凝物中THz波和紅外波的輻射傳輸特性[D];西安電子科技大學(xué);2015年

9 劉建軍;太赫茲時域光譜技術(shù)在轉(zhuǎn)基因物質(zhì)檢測上的識別方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

10 劉項(xiàng);基于金屬表面等離子激元的太赫茲波段功能器件研究[D];浙江大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬欣然;木材的太赫茲波光譜特性及參數(shù)提取算法研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

2 唐關(guān)琦;大能量納秒太赫茲參量源研究[D];山東大學(xué);2015年

3 李進(jìn);基于太赫茲時域光譜技術(shù)的水蒸汽傳輸特性研究[D];西南科技大學(xué);2015年

4 王磊;亞波長金屬微結(jié)構(gòu)對太赫茲波偏振調(diào)制作用的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

5 吳三統(tǒng);基于單片集成二極管技術(shù)的太赫茲倍頻鏈路研究[D];電子科技大學(xué);2014年

6 孫振龍;太赫茲快速成像系統(tǒng)的研究[D];南京大學(xué);2014年

7 樊霖;太赫茲探測器讀出電路設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2015年

8 謝佳林;基于鉭酸鋰晶體的熱釋電太赫茲探測系統(tǒng)的設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2015年

9 孫琳琳;太赫茲波段基于HEMT人工微結(jié)構(gòu)的制備與基礎(chǔ)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

10 丁杰;基于表面微結(jié)構(gòu)的太赫茲吸收層研究[D];電子科技大學(xué);2015年

，

本文編號：840551