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紫金山天文台高灵敏度太赫兹超导动态电感探测器技术研究获进展

2022-01-17 紫金山天文台
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  太赫兹频段(0.1-10THz)是探测早期冷暗宇宙及宇宙生命环境等的独特波段。太赫兹天文学的兴起得益于高灵敏度超导探测技术的发展。近年来,类似于光学CCD的太赫兹大规模阵列超导探测器技术发展迅速,在宇宙学和天体物理学研究中发挥越来越重要的作用。这类探测器主要包括超导动态电感探测器(KID)和超导相变边缘探测器(TES)两种技术。其中,KID探测器具有器件结构和读出电路均相对简单的优势,更易于实现超大规模阵列。 

  近期,中国科学院紫金山天文台毫米波和亚毫米波技术实验室在超导KID探测器技术研究方面取得新进展,基于相对较厚(120nm)的超导铝膜,在同一芯片上制备了0.35/0.85/1.4THz三频段超导KID探测器,并在1皮瓦(pW)以上光辐射时均观测到光子涨落导致的背景噪声,在1飞瓦(fW)以下光辐射时观测到准粒子产生—复合噪声,探测灵敏度达6×10-18 W/Hz0.5,远优于地面太赫兹天文观测的背景极限。 

  该研究有助于推动对超导KID探测器噪声机理的深入理解及未来更大规模、更高灵敏度太赫兹天文相机研制。 

  相关研究成果发表在《中国科学(英文)》上。研究得到国家杰出青年基金项目、中科院关键技术研发团队项目支持。 

  论文链接 

三频段超导KID探测器芯片局部照片和1.4THz频段超导KID探测器实测灵敏度(光学噪声等效功率/NEP)随光辐射功率的变化

 

打印 责任编辑:程博

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