發(fā)布時間：2017-09-13 00:53

  本文關鍵詞：基于超導HEB的太赫茲信號檢測

  更多相關文章： 太赫茲檢測技術 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)檢測技術可分為外差(相干)檢測和直接(非相干)檢測,不同的檢測技術所采用的檢測器也并不相同；但其實除了一些響應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,超導熱電子測輻射熱計(HEB)就是其中一種。當超導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源輻射的強度,基于這一特性超導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動超導HEB器件實現太赫茲直接檢測的方法,并且搭建了一套基于超導NbN HEB的太赫茲直接檢測系統。該系統采用易調控的微波來驅動超導NbN HEB芯片,通過給超導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來進行太赫茲信號的直接檢測。測得該系統的最佳噪聲等效功率為8×10-12 W(?)Hz,且系統響應與入射信號的功率始終線性相關。此外,本文利用該超導NbN HEB直接檢測系統結合自行開發(fā)的傅里葉變換光譜儀(FTS)實現了一套太赫茲信號的快速直接檢測系統；將該直接檢測系統應用于金屬網格濾波器頻率特性和THz量子級聯激光器(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)檢測器和低溫半導體測輻射熱計檢測器與其進行對比實驗,測量結果表明我們初步構建的基于超導NbN HEB直接檢測器的系統已具有高于Golay檢測器、并與商用Bolometer檢測器同等的性能,且響應速度遠遠快于這兩種商用檢測器。
【關鍵詞】：太赫茲檢測技術 熱電子測輻射熱計 直接檢測器 傅里葉變換光譜儀
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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用8-9
• 1.2 太赫茲檢測技術的發(fā)展與現狀9-13
• 1.2.1 太赫茲檢測技術的分類9-10
• 1.2.2 幾種常用的檢測器10-13
• 1.3 論文結構13-15
• 第2章 超導NbN HEB直接檢測系統15-27
• 2.1 NbN HEB器件的結構與性能15-20
• 2.1.1 器件的結構15-16
• 2.1.2 器件的熱電子效應16
• 2.1.3 器件的性能16-20
• 2.2 超導NbN HEB直接檢測系統的搭建20-24
• 2.2.1 器件驅動方式20-22
• 2.2.2 系統搭建22-24
• 2.3 超導NbN HEB直接檢測系統的性能24-27
• 2.3.1 最佳偏置點24-25
• 2.3.2 系統響應特性25-27
• 第3章 傅里葉變換光譜儀27-40
• 3.1 原理27-28
• 3.2 系統結構28-32
• 3.2.1 斬波器30-31
• 3.2.2 光學反射鏡31
• 3.2.3 光束分離器31-32
• 3.2.4 動鏡運動控制裝置32
• 3.3 系統性能指標32-33
• 3.3.1 頻率范圍32-33
• 3.3.2 系統分辨率33
• 3.3.3 信噪比33
• 3.3.4 分析速度33
• 3.4 應用33-40
• 3.4.1 測量檢測器的頻率響應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 金屬網格濾波器頻率特性的測量40-42
• 4.2 量子級聯激光器的輻射譜測量42-48
• 4.2.1 太赫茲量子級聯激光器的電光性能42-45
• 4.2.2 THz QCL輻射譜的測量45-48
• 第5章 總結與展望48-50
• 5.1 總結48
• 5.2 展望48-50
• 參考文獻50-54
• 致謝54-55
• 碩士期間研究成果55-56

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 張剛;;淺談太赫茲波技術及其應用[J];科技廣場;2007年11期

2 戚祖敏;;太赫茲波在軍事領域中的應用研究[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];光學儀器;2008年02期

4 牧凱軍;張振偉;張存林;;太赫茲科學與技術[J];中國電子科學研究院學報;2009年03期

5 趙國忠;;太赫茲科學技術的發(fā)展與實驗室建設[J];現代科學儀器;2009年03期

6 董慶楠;;淺談太赫茲波的特點及其在國民經濟中的應用[J];科協論壇(下半月);2009年07期

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

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

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

10 岳楨干;;太赫茲波遙感技術簡介[J];紅外;2011年06期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

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

2 張敏;權潤愛;阮雙琛;梁華偉;蘇紅;;連續(xù)太赫茲波在產品分布檢測中的應用[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;;空氣中產生太赫茲波過程的研究進展[A];第十三屆全國紅外加熱暨紅外醫(yī)學發(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;;太赫茲波軍事應用研究[A];中國光學學會2006年學術大會論文摘要集[C];2006年

5 張存林;趙國忠;;太赫茲波的應用[A];中國光學學會2006年學術大會論文摘要集[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與應用[A];第十屆全國光電技術學術交流會論文集[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];中國光學學會2011年學術大會摘要集[C];2011年

10 孟增睿;張偉斌;;太赫茲光譜探測技術在安全領域的研究進展[A];第二屆全國危險物質與安全應急技術研討會論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數據庫 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 實習生 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;科學家開發(fā)出石墨烯太赫茲設備樣機[N];科技日報;2012年

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

8 實習記者 唐燾逸;反暴恐利器：國內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

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 王偉濤;新型太赫茲參量源研究[D];山東大學;2015年

2 張彪;太赫茲雷達成像算法研究[D];電子科技大學;2015年

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

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

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

10 劉項;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;2015年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

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

2 唐關琦;大能量納秒太赫茲參量源研究[D];山東大學;2015年

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

4 王磊;亞波長金屬微結構對太赫茲波偏振調制作用的研究[D];復旦大學;2014年

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

6 孫振龍;太赫茲快速成像系統的研究[D];南京大學;2014年

7 樊霖;太赫茲探測器讀出電路設計[D];電子科技大學;2015年

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

9 孫琳琳;太赫茲波段基于HEMT人工微結構的制備與基礎研究[D];電子科技大學;2015年

10 丁杰;基于表面微結構的太赫茲吸收層研究[D];電子科技大學;2015年

，

本文編號：840551