内容简介:
本书主要介绍四种超导探测器：超导隧道结（SIS）和超导热电子（HEB）混频器，超导动态电感探测器（MKID）和超导相变边缘探测器（TES）。其中前两种主要用于高光谱分辨率相干探测，后两种主要用于大规模阵列成像探测。具体内容包括四种超导探测器的基本原理、物理特性、设计分析方法及应用等。本书可供从事太赫兹频段高灵敏度探测的研究人员和相关工程技术人员使用，也可作为高等院校相关专业的参考用书。
作者简介:
史生才，1985年毕业于南京工学院（现东南大学）无线电工程系，1988年获中国科学院研究生院硕士学位，1996年获日本综合研究大学院大学天文系博士学位。现为中国电子学会微波分会学术委员会委员，东南大学毫米波国家重点实验室学术委员会委员，南京林业大学信息学院兼职教授，中科院上海天文台兼职博导。史生才研究员是1998年度国家基金委“国家基金委杰出青年科学基金”入选者，1999年度财政部“国外杰出人才引进计划”入选者，2007年江苏省“333高层次人才培养工程”中青年首席科学家入选者。史生才研究员主要从事基于低温超导器件的太赫兹高灵敏度微弱信号探测技术研究及应用系统研究，在该领域已取得许多高水平成果：主持研制了我国首台100-GHz频段超导SIS接收机，并在其基础上成功研制了多谱线接收系统；主持研制了我国*500-GHz频段的低耗电小型化超导SIS接收系统，在我国首次观测到亚毫米波段的星际分子谱线；率领其团队与日本NiCT研究所合作，成功研制基于 NbN超导隧道结的500-GHz频段高性能超导混频器，在国际上首次将NbN超导混频技术应用于天文观测研究等。发表高水平（SCI收录）学术论文多篇，曾获国家科技进步奖二等奖、中科院科技进步二等奖、江苏省科技进步一等奖、青海省科技进步一等奖等。主要研究方向为太赫兹探测技术、方法及应用。
目录:
1 超导隧道结混频器0011.1 引言0031.2 超导量子混频理论0071.2.1 超导基本理论0071.2.2 约瑟夫森效应0131.2.3 经典混频理论0161.2.4 超导隧道结准粒子隧穿效应0241.2.5 量子混频理论0291.3 超导隧道结单片集成调谐技术0331.3.1 Mattis Bardeen理论及表面阻抗0331.3.2 超导隧道结调谐和阻抗变换电路0351.4 超导隧道结混频器芯片制备工艺0351.5 毫米波和亚毫米波超导隧道结混频器0361.6 小结与展望0412 超导热电子混频器0432.1 引言0452.2 超导热电子混频器基本原理0452.2.1 超导热电子混频器原理0452.2.2 超导热电子混频器特性0502.3 超导热电子混频器热点模型0582.3.1 一维热点模型0582.3.2 非均匀吸收热点模型0622.4 超导热电子混频器物理机制及特性0662.4.1 超导热电子混频器量子噪声0662.4.2 超导热电子混频器温度变化特性0682.4.3 超导热电子混频器犜c变化特性0712.4.4 超导热电子混频器磁场变化特性0742.5 天线耦合超导热电子混频器0772.5.1 1.3THz频段超导热电子混频器0772.5.2 0.1~1.5THz超宽带超导热电子混频器082003 目录2.6 小结与展望0843 超导动态电感探测器0873.1 引言0903.1.1 MKID发展历史及应用领域0903.1.2 MKID芯片常用薄膜特性0913.1.3 MKID的结构设计0923.2 超导动态电感探测器机理及特性0943.2.1 超导动态电感探测器基本原理0943.2.2 超导动态电感探测器特性1023.3 频分复用读出技术1113.3.1 超导探测器读出技术1113.3.2 MKID频分复用读出技术1123.3.3 32像元×32像元MKID频分复用读出电路1163.4 32像元×32像元超导动态电感探测器阵列1183.4.1 探测器阵列仿真设计1193.4.2 探测器阵列芯片制备1213.4.3 探测器阵列特性1253.5 小结与展望1404 超导相变边缘探测器1414.1 引言1434.2 辐射热探测器基本原理1454.3 超导相变边缘探测器机理及特性1504.3.1 超导相变边缘探测器基本原理1504.3.2 超导相变边缘探测器噪声1554.3.3 超导相变边缘探测器复阻抗1594.4 单像元超导相变边缘探测器1604.4.1 单层膜超导相变边缘探测器1604.4.2 双层膜超导相变边缘探测器1644.4.3 合金膜超导相变边缘探测器165超高灵敏度太赫兹超导探测器004 4.5 大规模超导相变边缘探测器阵列1664.5.1 超导相变边缘探测器阵列1674.5.2 超导相变边缘探测器阵列读出电路1684.5.3 8像元×8像元超导相变边缘探测器阵列1764.5.4 256像元超导相变边缘探测器阵列1804.6 超导相变边缘单光子探测器1824.6.1 超导相变边缘单光子探测器特性1824.6.2 钨超导相变边缘单光子探测器1844.6.3 钛超导相变边缘单光子探测器1864.6.4 钛金超导相变边缘单光子探测器1904.7 小结与展望1915 量子级联激光器与超导热电子混频器集成技术研究1935.1 引言1955.2 太赫兹量子级联激光器基本原理1975.2.1 太赫兹量子级联激光器电子输运特性1985.2.2 太赫兹量子级联激光器谐振腔特性2015.3 太赫兹量子级联激光器辐射特性及调控2035.3.1 太赫兹量子级联激光器波束特性2035.3.2 太赫兹量子级联激光器频率特性2095.3.3 太赫兹量子级联激光器功率特性2125.4 太赫兹量子级联激光器与超导热电子混频器的集成技术2135.4.1 2.5/2.7THz频段高集成度超导接收机2135.4.2 2.9/3.5THz频段基于量子级联激光器的高分辨率频谱仪2165.4.3 30THz频段基于量子级联激光器的高分辨率频谱仪2285.5 小结与展望232参考文献233索引243
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