太赫兹检测器及其应用

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mamao844661
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
最近十几年太赫兹(THz)技术得到了飞速的发展,THz技术在材料科学、物理、化学、生物医学、无损检测、通信以及军事领域有着广阔的应用前景。THz检测器是其中一个很重要的环节。为了研究THz检测器的性能,我们先设计并搭建了一台应用于THz波段的傅立叶变换谱仪,然后研究了一些THz检测器,包括铌超导隧道结直接检测器,氮化铌HEB等。最后我们搭建了THz成像系统以研究其在成像方面的应用。  傅立叶变换谱仪测量系统,可以测量工作于THz频段的检测器、信号源和滤波器等器件的频率响应。系统的工作频段为0.3-1.5THz,可以通过更换光束分离器的厚度来改变工作频段,以到更高的频率。系统的频谱分辨率最高为750MHz。我们已经测量的器件有超导混频器,铌超导隧道结直接检测器,工作于常温的半导体肖特基谐波混频器,InSb半导体测辐射热计和Golay Cell直接检测器等。我们还测量了多种类型的THz信号源,比如耿氏振荡器和倍频的THz源。我们也测量了一些能透过THz的材料,比如高阻硅片,石英,黑色聚乙烯塑料膜,金属网格滤波器等。  我们着重研究了一个氮化铌超导HEB混频器的特性。信号通过一个带宽为0.4-4THz的对数螺旋天线耦合到器件上。NbN薄膜的厚度为3.5nm,尺寸为3μm×0.4μm。测量了器件在频率为0.65-3.1 THz范围内的噪声温度,最低噪声温度为700K。得到器件的额外量子噪声系数为4,和计算出的结果符合。使用艾伦时间研究系统的稳定性,并且通过用微波反馈的方法将系统的艾伦时间从1秒提高到20秒。用两种方法测量混频器的带宽,得到了相同的结果,测得的中频带宽为3.5GHz。  我们搭建了一个简易的太赫兹成像系统,并对不同类型的物体成像,证实了其在检查违禁物品方面有较好的应用前景。象素40×40图片成像时间需要2分钟,为了提高成像速度和效果,我们改进了系统的光路和扫描方式以及数据采集方式,40×40像素图片的成像时间最短可以到0.5秒以内。
其他文献
学位
学位
学位
本论文主要内容为通过改变载流子的类型和浓度,以及增大外加磁场等手段对钙钛矿V基氧化物(Sm,Dy)VO3中轨道/自旋序进行调控。主要内容和结果如下:  第一章简要介绍了钙钛矿V
学位
学位
学位
学位
学位
现代宇宙学的研究开始于1917年,爱因斯坦写出广义相对论场方程后,把它用来研究宇宙学问题。爱因斯坦首先假设宇宙是均匀的和各向同性的,然后应用广义相对论,得到一组方程。解这一