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超高靈敏度太赫茲超導探測器 版權信息
- ISBN：9787562862727
- 條形碼：9787562862727 ; 978-7-5628-6272-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
超高靈敏度太赫茲超導探測器 本書特色
“戰略前沿新技術——太赫茲出版工程”是華東理工大學出版社重大學術出版項目，得到了中國科學院雷嘯霖院士、中國工程院莊松林院士等國內知名專家學者的大力支持。 叢書總主編曹俊誠，中科院上海微系統與信息技術研究所研究員，國家杰出青年基金獲得者（2004）、中科院“百人計劃”入選者（2009）、國務院政府特殊津貼獲得者、國家科技部重大儀器專項首席科學家。 叢書共14分冊，具體分為太赫茲源、太赫茲探測及太赫茲應用三大部分，闡釋太赫茲測試過程中的各種前沿技術，詳細介紹太赫茲基礎性能研究以及太赫茲技術在國防、安全、通信、醫療、天文等諸多領域的應用，結合創作者多年的相關研究成果和實踐經驗，借鑒和歸納總結國內外相關研究領域專家學者和科研人員的研究成果，是國內首套全面、詳細介紹太赫茲技術的原創叢書，代表了國內一流研究水平，為該領域專業人員提供關鍵技術參考，旨在加強先進技術的研發、推廣和應用。 本書為“戰略前沿新技術——太赫茲出版工程”05分冊，全書采用80克雅質紙，彩色印刷。本書主要介紹四種超導探測器：超導隧道結（SIS）和超導熱電子（HEB）混頻器，超導動態電感探測器（MKID）和超導相變邊緣探測器（TES）。其中前兩種主要用于高光譜分辨率相干探測，后兩種主要用于大規模陣列成像探測。具體內容包括四種超導探測器的基本原理、物理特性、設計分析方法及應用等。
超高靈敏度太赫茲超導探測器 內容簡介
本書主要介紹四種超導探測器：超導隧道結（SIS）和超導熱電子（HEB）混頻器，超導動態電感探測器（MKID）和超導相變邊緣探測器（TES）。其中前兩種主要用于高光譜分辨率相干探測，后兩種主要用于大規模陣列成像探測。具體內容包括四種超導探測器的基本原理、物理特性、設計分析方法及應用等。本書可供從事太赫茲頻段高靈敏度探測的研究人員和相關工程技術人員使用，也可作為高等院校相關專業的參考用書。
超高靈敏度太赫茲超導探測器 目錄
1 超導隧道結混頻器001
1.1 引言003
1.2 超導量子混頻理論007
1.2.1 超導基本理論007
1.2.2 約瑟夫森效應013
1.2.3 經典混頻理論016
1.2.4 超導隧道結準粒子隧穿效應024
1.2.5 量子混頻理論029
1.3 超導隧道結單片集成調諧技術033
1.3.1 Mattis Bardeen理論及表面阻抗033
1.3.2 超導隧道結調諧和阻抗變換電路035
1.4 超導隧道結混頻器芯片制備工藝035
1.5 毫米波和亞毫米波超導隧道結混頻器036
1.6 小結與展望041
2 超導熱電子混頻器043
2.1 引言045
2.2 超導熱電子混頻器基本原理045
2.2.1 超導熱電子混頻器原理045
2.2.2 超導熱電子混頻器特性050
2.3 超導熱電子混頻器熱點模型058
2.3.1 一維熱點模型058
2.3.2 非均勻吸收熱點模型062
2.4 超導熱電子混頻器物理機制及特性066
2.4.1 超導熱電子混頻器量子噪聲066
2.4.2 超導熱電子混頻器溫度變化特性068
2.4.3 超導熱電子混頻器犜c變化特性071
2.4.4 超導熱電子混頻器磁場變化特性074
2.5 天線耦合超導熱電子混頻器077
2.5.1 1.3THz頻段超導熱電子混頻器077
2.5.2 0.1~1.5THz超寬帶超導熱電子混頻器082
003 目錄
2.6 小結與展望084
3 超導動態電感探測器087
3.1 引言090
3.1.1 MKID發展歷史及應用領域090
3.1.2 MKID芯片常用薄膜特性091
3.1.3 MKID的結構設計092
3.2 超導動態電感探測器機理及特性094
3.2.1 超導動態電感探測器基本原理094
3.2.2 超導動態電感探測器特性102
3.3 頻分復用讀出技術111
3.3.1 超導探測器讀出技術111
3.3.2 MKID頻分復用讀出技術112
3.3.3 32像元×32像元MKID頻分復用讀出電路116
3.4 32像元×32像元超導動態電感探測器陣列118
3.4.1 探測器陣列仿真設計119
3.4.2 探測器陣列芯片制備121
3.4.3 探測器陣列特性125
3.5 小結與展望140
4 超導相變邊緣探測器141
4.1 引言143
4.2 輻射熱探測器基本原理145
4.3 超導相變邊緣探測器機理及特性150
4.3.1 超導相變邊緣探測器基本原理150
4.3.2 超導相變邊緣探測器噪聲155
4.3.3 超導相變邊緣探測器復阻抗159
4.4 單像元超導相變邊緣探測器160
4.4.1 單層膜超導相變邊緣探測器160
4.4.2 雙層膜超導相變邊緣探測器164
4.4.3 合金膜超導相變邊緣探測器165
超高靈敏度太赫茲超導探測器004
4.5 大規模超導相變邊緣探測器陣列166
4.5.1 超導相變邊緣探測器陣列167
4.5.2 超導相變邊緣探測器陣列讀出電路168
4.5.3 8像元×8像元超導相變邊緣探測器陣列176
4.5.4 256像元超導相變邊緣探測器陣列180
4.6 超導相變邊緣單光子探測器182
4.6.1 超導相變邊緣單光子探測器特性182
4.6.2 鎢超導相變邊緣單光子探測器184
4.6.3 鈦超導相變邊緣單光子探測器186
4.6.4 鈦金超導相變邊緣單光子探測器190
4.7 小結與展望191
5 量子級聯激光器與超導熱電子混頻器集成技術研究193
5.1 引言195
5.2 太赫茲量子級聯激光器基本原理197
5.2.1 太赫茲量子級聯激光器電子輸運特性198
5.2.2 太赫茲量子級聯激光器諧振腔特性201
5.3 太赫茲量子級聯激光器輻射特性及調控203
5.3.1 太赫茲量子級聯激光器波束特性203
5.3.2 太赫茲量子級聯激光器頻率特性209
5.3.3 太赫茲量子級聯激光器功率特性212
5.4 太赫茲量子級聯激光器與超導熱電子混頻器的集成技術213
5.4.1 2.5/2.7THz頻段高集成度超導接收機213
5.4.2 2.9/3.5THz頻段基于量子級聯激光器的高分辨率頻譜儀216
5.4.3 30THz頻段基于量子級聯激光器的高分辨率頻譜儀228
5.5 小結與展望232
參考文獻233
索引243
1.1 引言003
1.2 超導量子混頻理論007
1.2.1 超導基本理論007
1.2.2 約瑟夫森效應013
1.2.3 經典混頻理論016
1.2.4 超導隧道結準粒子隧穿效應024
1.2.5 量子混頻理論029
1.3 超導隧道結單片集成調諧技術033
1.3.1 Mattis Bardeen理論及表面阻抗033
1.3.2 超導隧道結調諧和阻抗變換電路035
1.4 超導隧道結混頻器芯片制備工藝035
1.5 毫米波和亞毫米波超導隧道結混頻器036
1.6 小結與展望041
2 超導熱電子混頻器043
2.1 引言045
2.2 超導熱電子混頻器基本原理045
2.2.1 超導熱電子混頻器原理045
2.2.2 超導熱電子混頻器特性050
2.3 超導熱電子混頻器熱點模型058
2.3.1 一維熱點模型058
2.3.2 非均勻吸收熱點模型062
2.4 超導熱電子混頻器物理機制及特性066
2.4.1 超導熱電子混頻器量子噪聲066
2.4.2 超導熱電子混頻器溫度變化特性068
2.4.3 超導熱電子混頻器犜c變化特性071
2.4.4 超導熱電子混頻器磁場變化特性074
2.5 天線耦合超導熱電子混頻器077
2.5.1 1.3THz頻段超導熱電子混頻器077
2.5.2 0.1~1.5THz超寬帶超導熱電子混頻器082
003 目錄
2.6 小結與展望084
3 超導動態電感探測器087
3.1 引言090
3.1.1 MKID發展歷史及應用領域090
3.1.2 MKID芯片常用薄膜特性091
3.1.3 MKID的結構設計092
3.2 超導動態電感探測器機理及特性094
3.2.1 超導動態電感探測器基本原理094
3.2.2 超導動態電感探測器特性102
3.3 頻分復用讀出技術111
3.3.1 超導探測器讀出技術111
3.3.2 MKID頻分復用讀出技術112
3.3.3 32像元×32像元MKID頻分復用讀出電路116
3.4 32像元×32像元超導動態電感探測器陣列118
3.4.1 探測器陣列仿真設計119
3.4.2 探測器陣列芯片制備121
3.4.3 探測器陣列特性125
3.5 小結與展望140
4 超導相變邊緣探測器141
4.1 引言143
4.2 輻射熱探測器基本原理145
4.3 超導相變邊緣探測器機理及特性150
4.3.1 超導相變邊緣探測器基本原理150
4.3.2 超導相變邊緣探測器噪聲155
4.3.3 超導相變邊緣探測器復阻抗159
4.4 單像元超導相變邊緣探測器160
4.4.1 單層膜超導相變邊緣探測器160
4.4.2 雙層膜超導相變邊緣探測器164
4.4.3 合金膜超導相變邊緣探測器165
超高靈敏度太赫茲超導探測器004
4.5 大規模超導相變邊緣探測器陣列166
4.5.1 超導相變邊緣探測器陣列167
4.5.2 超導相變邊緣探測器陣列讀出電路168
4.5.3 8像元×8像元超導相變邊緣探測器陣列176
4.5.4 256像元超導相變邊緣探測器陣列180
4.6 超導相變邊緣單光子探測器182
4.6.1 超導相變邊緣單光子探測器特性182
4.6.2 鎢超導相變邊緣單光子探測器184
4.6.3 鈦超導相變邊緣單光子探測器186
4.6.4 鈦金超導相變邊緣單光子探測器190
4.7 小結與展望191
5 量子級聯激光器與超導熱電子混頻器集成技術研究193
5.1 引言195
5.2 太赫茲量子級聯激光器基本原理197
5.2.1 太赫茲量子級聯激光器電子輸運特性198
5.2.2 太赫茲量子級聯激光器諧振腔特性201
5.3 太赫茲量子級聯激光器輻射特性及調控203
5.3.1 太赫茲量子級聯激光器波束特性203
5.3.2 太赫茲量子級聯激光器頻率特性209
5.3.3 太赫茲量子級聯激光器功率特性212
5.4 太赫茲量子級聯激光器與超導熱電子混頻器的集成技術213
5.4.1 2.5/2.7THz頻段高集成度超導接收機213
5.4.2 2.9/3.5THz頻段基于量子級聯激光器的高分辨率頻譜儀216
5.4.3 30THz頻段基于量子級聯激光器的高分辨率頻譜儀228
5.5 小結與展望232
參考文獻233
索引243
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超高靈敏度太赫茲超導探測器 作者簡介
史生才，1985年畢業于南京工學院（現東南大學）無線電工程系，1988年獲中國科學院研究生院碩士學位，1996年獲日本綜合研究大學院大學天文系博士學位。現為中國電子學會微波分會學術委員會委員，東南大學毫米波國家重點實驗室學術委員會委員，南京林業大學信息學院兼職教授，中科院上海天文臺兼職博導。史生才研究員是1998年度國家基金委“國家基金委杰出青年科學基金”入選者，1999年度財政部“國外杰出人才引進計劃”入選者，2007年江蘇省“333高層次人才培養工程”中青年首席科學家入選者。 史生才研究員主要從事基于低溫超導器件的太赫茲高靈敏度微弱信號探測技術研究及應用系統研究，在該領域已取得許多高水平成果：主持研制了我國首臺100-GHz頻段超導SIS接收機，并在其基礎上成功研制了多譜線接收系統；主持研制了我國*500-GHz頻段的低耗電小型化超導SIS接收系統，在我國首次觀測到亞毫米波段的星際分子譜線；率領其團隊與日本NiCT研究所合作，成功研制基于 NbN超導隧道結的500-GHz頻段高性能超導混頻器，在國際上首次將NbN超導混頻技術應用于天文觀測研究等。發表高水平（SCI收錄）學術論文多篇，曾獲國家科技進步獎二等獎、中科院科技進步二等獎、江蘇省科技進步一等獎、青海省科技進步一等獎等。 主要研究方向為太赫茲探測技術、方法及應用。
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