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超导探测器技术与发绝缘材料价格展
浏览: 发布日期:2017-09-07


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目前,高Tc超导红外探测器的研究已成为超导电子学中的重要内容之一,这是因为高Tc超导探测器的研制水平已进入实用阶段,并且成为光电探测技术发展的一个新方向.与传统的半导体探测器相比高Tc超导探测器在大于20μm的长波探测中将成为优良的接收器,这一点填补了电磁波谱中远红外至毫米波段的空白。此外,它还具有高集成、低功率高成品率、低价格的优点。预计这一技术将在天文探险测、光谱研究、远红外激光接收和军事光学等领域得到广泛应用。

1 超导探险测机理

用超导体检测红外辐射早在50年代就已开始,但由于20K以下低温的工作条件限制而一直停滞不前高Tc超导材料的问世使这一技术得到了新生。其探测机理有如下几种:

1.1 电阻与温度关系机制

这种原理的利用超导体从正常态转变到超导态时,电阻随温度变化而急剧改变的特性来检测红外辐射的一程机理。现有的高Tc bolometer就是依据这个原理研制而成的。

1.2 电感与温度关系机制

该机制是根据超导膜在Tc探测率下,其动态电感随温度变化而急剧改变来实现的。这种探测器在Tc下工作,可消除bolometer热噪声,并可非常精确地测定动电感Lk引起的频率变化,具有制作简单、灵敏度高的特点。

1.3 磁化率与温度关系机制

当红外辐射照射在超导敏感元件上并引起温度上升时,其磁化率将迅速变化,就种现象就像“磁场快门”。利用这种现象可通过磁机制的改变或交流磁化率的变化来实现对入射辐射检测,现已根据这一机理试制出NEP~10-11W·HZ-1/2探测器。这种探测器在低温下工作和室温下读取信号的设计非常有利。

1. 4 光助隧道效应

1962年,Josepson在理论上预言:若两个超导体之间隔有一层很薄的绝缘介质(约几纳米),那么弱电流(μA到mA)便可无阻地穿过。不久这一预言被贝尔实验室的实验所证实,这种现象称为约瑟夫逊效应。


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