|
|
Hübers, H. - W., Semenov, A., Richter, H., Birk, M., Krocka, M., Mair, U., et al. (2002). Terahertz heterodyne receiver with a hot-electron bolometer mixer. In J. Wold, & J. Davidson (Eds.), Proc. Far-IR, Sub-mm, and mm Detector Technology Workshop.
Abstract: During the past decade major advances have been made regarding low noise mixers for terahertz (THz) heterodyne receivers. State of the art hot-electron-bolometer (HEB) mixers have noise temperatures close to the quantum limit and require less than a µW power from the local oscillator (LO). The technology is now at a point where the performance of a practical receiver employing such mixer, rather than the figures of merit of the mixer itself, are of major concern. We have incorporated a phonon-cooled NbN HEB mixer in a 2.5 THz heterodyne receiver and investigated the performance of the receiver. This yields important information for the development of heterodyne receivers such as GREAT (German receiver for astronomy at THz frequencies aboard SOFIA)[1] and TELIS (Terahertz limb sounder), a balloon borne heterodyne receiver for atmospheric research [2]. Both are currently under development at DLR.
|
|
|
|
Martini, F., Cibella, S., Gaggero, A., Mattioli, F., & Leoni, R. (2021). Waveguide integrated hot electron bolometer for classical and quantum photonics. Opt. Express, 29(6), 7956–7965.
Abstract: The development of performant integrated detectors, which are sensitive to quantum fluctuations of coherent light, are strongly desired to realize a scalable and determinist photonic quantum processor based on continuous variables states of light. Here, we investigate the performance of hot electron bolometers (HEBs) fabricated on top of a silicon-on-insulator (SOI) photonic circuit showing responsivities up to 8600 V/W and a record noise equivalent temperature of 1.1 dB above the quantum limit. Thanks to a detailed analysis of the noise sources of the waveguide integrated HEB, we estimate 14.8 dBV clearance between the shot noise and electrical noise with just 1.1microW of local oscillator power. The full technology compatibility with superconducting nanowire single photon detectors (SNSPDs) opens the possibility of nonclassical state engineering and state tomography performed within the same platform, enabling a new class of optical quantum processors.
|
|
|
|
Гершензон, Е. М., Гершензон, М. Е., Гольцман, Г. Н., Люлькин, А. М., Семенов, А. Д., & Сергеев, А. В. (1989). О предельных характеристиках быстродействующих серхпроводниковых болометров. Журнал технической физики, 59(2), 111–120.
Abstract: Теоретически и экспериментально исследовано физическое ограничение быстродействия сверхпроводящего болометра. Показано, что минимальная постоянная времени реализуется в условиях электронного разогрева и определяется процессом неупругого электрон-фонон- ного взаимодействия. Сформулированы требования кконструкции «электронного болометра» для достижения предельной чувствительности. Проведено сравнение характеристик электронного болометра и обычных болометров различных типов.
|
|
|
|
Гольцман, Г. Н., & Лудков, Д. Н. (2003). Сверхпроводниковые смесители на горячих электронах терагерцового диапазона и их применение в радиоастрономии. Изв. высших учебных заведений. Радиофизика, 46(8/9).
|
|
|
|
Масленников, С. Н. (2007). Смесители на эффекте электронного разогрева для терагерцового и инфракрасного диапазонов. Ph.D. thesis, , .
|
|
|
|
Смирнов, К. В., Вахтомин, Ю. Б., Смирнов, А. В., Ожегов, Р. В., Пентин, И. В., Дивочий, А. В., et al. (2010). Приемники терагерцового и инфракрасного диапазонов, основанные на тонкопленочных сверхпроводниковых наноструктурах. Вестник НГУ. Серия: Физика, 5(4).
Abstract: В работе представлены результаты разработки и создания чувствительных и ультрабыстрых приемников, основанных на тонкопленочных сверхпроводниковых наноструктурах: болометрах на эффекте электронного разогрева (HEB – hot-electron bolometer) и детекторах одиночных фотонов видимого и инфракрасного диапазонов волн (SSPD – superconducting singe-photon detector). Представлены основные принципы работы сверхпроводниковых устройств, технология создания и конструкционные особенности приемников, их основные типы и характеристики. Достигнутые рекордные значения параметров приемных систем позволяют использовать созданные приборы при решении различных научно-исследовательских задач в ближнем, среднем и дальнем ИК диапазонах волн.
This work presents the results of the development and fabrication of sensitive and ultrafast detectorsbased on thin film superconducting nanostructures: hot-electron bolometers (HEBs) and visible and infrared superconducting singe photon detectors (SSPDs). The main operational principles of the superconducting devices are presentedas well as the technology of fabrication of the detectors and their main types and parameters. The achieved record parameters of the detectors allow application of the fabricated devices to solution of various research problems in the near, middle and far IR ranges.
|
|
|
|
Vachtomin, Y. B., Antipov, S. V., Maslennikov, S. N., Smirnov, K. V., Polyakov, S. L., Zhang, W., et al. (2006). Quasioptical hot electron bolometer mixers based on thin NBN films for terahertz region. In Proc. 16th Int. Crimean Microwave and Telecommunication Technology (Vol. 2, pp. 688–689).
Abstract: Presented in this paper are the performances of HEB mixers based on 2-3.5 nm thick NbN films integrated with log-periodic spiral antenna. Double side-band receiver noise temperature values are 1300 K and 3100 K at 2.5 THz and at 3.8 THz, respectively. Mixer gain bandwidth is 5.2 GHz. Local oscillator power is 1-3 muW for mixers with different active area
|
|
|
|
Вахтомин, Ю. Б., Антипов, С. В., Масленников, С. Н., Смирнов, К. В., Поляков, С. Л., Чжан, В., et al. (2006). Квазиоптические смесители терагерцового диапазона на основе эффекта разогрева электронов в тонких пленках NbN. In Proc. 16th Int. Crimean Microwave and Telecommunication Technology (Vol. 2, pp. 688–689).
Abstract: Представлены результаты измерения рактеристик смесителей на эффекте разогрева электронов в тонких сверхпроводниковых пленках NbN. Смесители были изготовлены на основе пленок NbN толщиной 2-3.5 нм осажденных на кремниевую подложку с буферным подсло- ем MgO. Смесительный элемент согласовывался с планар- ной логопериодической спиральной антенной. Лучшее зна- чение шумовой температуры приемника на основе NbN смесителя составило 1300 К и 3100 К на частотах гетеро- дина 2.5 TГц и 3.8 ТГц, соответственно. Максимальное зна- чение полосы преобразования, измеренной на частоте 900 |Ц, достигло значения 5.2 ГГц для смесителя изготовлен- ного из NbN пленки толщиной 2 нм. Оптимальная мощность Представлены результаты измерения ха- гетеродинного источника составила 1-3 мкВт для смесите- лей с различным объемом смесительного элемента.
|
|
|
|
Gershenzon, E. M., Gol'tsman, G. N., Zorin, M. A., Karasik, B. S., & Trifonov, V. A. (1994). Nonequilibrium and bolometric response of YBaCuO films in a resistive state to infrared low intensity radiation. In Council on Low-temp. Phys. (pp. 82–83).
|
|
|
|
Voronov, B. M., Gershenzon, E. M., Gol'tsman, G. N., Gogidze, I. G., Gusev, Y. P., Zorin, M. A., et al. (1992). Picosecond range detector base on superconducting niobium nitride film sensitive to radiation in spectral range from millimeter waves up to visible light. Sverkhprovodimost': Fizika, Khimiya, Tekhnika, 5(5), 955–960.
Abstract: Fast-operating picosecond detector of electromagnetical radiation is developed on the basis of fine superconducting film of niobium nitride with high sensitivity within spectral range from millimetric waves up to visible light. Detector sensitive element represents structure covering narrow parallel strips with micron sizes included in the rupture of microstrip line. Detecting ability of the detector and time constant measured using amplitude-simulated radiation of reverse wave tubes and pulse radiation of picosecond gas and solid-body lasers, constitute D*≅1010 W-1·cm·Hz-1/2 and τ≤5 ps respectively, at 10 K temperature. The expected value of time constant of the detector at 10 K obtained via extrapolation of directly measured dependence that is, τ ∝ τ-1, constitutes 20 ps. Experimental data demonstrate that detection mechanism is linked with electron heating effect.
|
|
