Кинетическая индуктивность детектора (КИД) - также известный как детектор СВЧ - кинетической индуктивности (MKID) - это тип сверхпроводящего фотонного детектора впервые разработана учеными из Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения в 2003 году [1] Эти устройства работают при криогенных температурах, обычно ниже 1 кельвина . Они разрабатываются для высокочувствительного астрономического обнаружения в диапазоне частот от дальнего инфракрасного до рентгеновского излучения .
Принцип действия
Фотоны, падающие на полоску сверхпроводящего материала, разрывают куперовские пары и создают избыточные квазичастицы . Кинетическая индуктивность сверхпроводящей полосы обратно пропорциональна плотности куперовских пар и , таким образом кинетическая индуктивность увеличивается при поглощении фотонов. Эта индуктивность в сочетании с конденсатором образует микроволновый резонатор , резонансная частота которого изменяется при поглощении фотонов. Это основанное на резонаторе считывание полезно для разработки массивов детекторов большого формата, поскольку каждый KID может быть адресован одним микроволновым тоном, а многие детекторы могут быть измерены с использованием одного широкополосного микроволнового канала, метод, известный как мультиплексирование с частотным разделением .
Приложения
Дети разрабатываются для ряда астрономических приложений, в том числе миллиметровом и субмиллиметровом обнаружения длины волны в Caltech субмиллиметрового обсерватории , [2] Atacama Pathfinder Experiment (APEX) на Льяно де Чахнантор обсерватории , [3] и ИРАМ 30-м телескопа . [4] Они также разрабатываются для оптического и ближнего инфракрасного обнаружения в Паломарской обсерватории . [5] Поскольку их способность к мультиплексированию с частотным разделением позволяет KID достигать небольших размеров детекторного блока, KID также приобрели популярность в астрофизике воздушных шаров в качестве более компактной и менее массивной альтернативы датчикам границы перехода . [6]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ День, ПК; LeDuc, HG; Мазин Б.А.; Vayonakis, A .; Змуидзинас, Дж. (2003). «Широкополосный сверхпроводящий детектор, подходящий для использования в больших массивах». Природа . 425 (6960): 817–821. Bibcode : 2003Natur.425..817D . DOI : 10,1038 / природа02037 . PMID 14574407 .
- ^ Мэлони, Филип Р .; Czakon, Nicole G .; День, Питер К .; Даунс, Томас П .; Дуан, Ран; Гао, Цзяньсун; Гленн, Джейсон; Golwala, Sunil R .; Холлистер, Мэтт I .; Leduc, Генри Дж .; Mazin, Benjamin A .; МакХью, Шон Дж .; Норузиан, Омид; Nguyen, Hien T .; Сэйерс, Джек; Schlaerth, James A .; Сигел, Сет; Vaillancourt, John E .; Вайонакис, Анастасиос; Уилсон, Филип; Змуидзинас, Йонас (2010). "МУЗЫКА для суб / миллиметровой астрофизики" (PDF) . Миллиметровый, субмиллиметровый и дальний инфракрасный детекторы и приборы для астрономии V . 7741 . С. 77410F. DOI : 10.1117 / 12.857751 .
- ^ Heyminck, S .; Klein, B .; Güsten, R .; Kasemann, C .; Барышев А .; Baselmans, J .; Yates, S .; Клапвейк, TM (2010). «Разработка MKID камеры для APEX». Двадцать первый международный симпозиум по космическим терагерцовым технологиям : 262. Bibcode : 2010stt..conf..262H .
- ^ Монфардини, А .; и другие. (2011). «Двухдиапазонная кинетическая индуктивная камера миллиметрового диапазона для 30-метрового телескопа IRAM». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 194 (2): 24. arXiv : 1102.0870 . Bibcode : 2011ApJS..194 ... 24М . DOI : 10.1088 / 0067-0049 / 194/2/24 .
- ^ Мазин Б.А.; О'Брайен, К .; McHugh, S .; Bumble, B .; Мур, Д .; Golwala, S .; Змуидзинас, Дж. (2010). «ARCONS: сверхпроводящая сверхпроводящая камера с высокой степенью мультиплексирования в ближнем ИК диапазоне». Proc. ШПИОН . Наземные и бортовые приборы для астрономии III. 7735 : 773518. arXiv : 1007.0752 . Bibcode : 2010SPIE.7735E..18M . DOI : 10.1117 / 12.856440 .
- ^ Змуидзинас, Йонас (март 2012 г.). «Сверхпроводящие микрорезонаторы: физика и приложения» . Ежегодный обзор физики конденсированного состояния . 3 : 169-214 . Проверено 23 июля 2020 .
Внешние ссылки
- Сайт SRON по датчикам кинетической индуктивности
- Исследовательская группа профессора Б. Мазина в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре
- Видео на YouTube о кинетической индуктивности от Массачусетского технологического института
- Чамплин, KS; Армстронг, DB; Gunderson, PD (1964). «Инерция носителей заряда в полупроводниках». Труды IEEE . Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). 52 (6): 677–685. DOI : 10,1109 / proc.1964.3049 . ISSN 0018-9219 .