约瑟夫森结THz信号检测系统的研究

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太赫兹(THz)技术涉及电磁学、光电子学、半导体物理学、材料科学以及微加工技术等多个学科,它在信息科学、生物学、医学、天文学、环境科学等领域有重要的应用价值。THz探测器则是THz频段应用的关键器件,也是THz技术研究领域的最前沿问题。而Josephson结的一个主要的研究领域就是THz频段的应用。它可以制作微弱电磁辐射的探测器件。不需要另外的本振,就可以得到信号的幅度、频率等信息。因此,Josephson结THz信号检测系统的研究就显得尤为重要。 本文研究了高温超导Josephson双晶结的制备工艺;并成功制备了双晶结样品,测量了其Ⅰ—Ⅴ曲线。 研究了Josephson结THz信号检测系统。利用实验室原先搭建的检测系统,在79K温度下,检测了0.1THz附近几个信号同时辐照约瑟夫森结时的频谱;利用该系统在79K温度下,检测了0.76THz的信号:在6K温度下,检测了2.5THz的信号。 为了解决原有高频信号频谱检测系统数据采集慢、体积庞大的问题,利用合众达公司的SEED—DPS2812模板,开发了基于DSP芯片的数据采集及处理系统。研究了系统硬件的搭建和相关程序的开发。约瑟夫森器件的电压响应经过DSP系统进行数据采集,再通过串口将数据传输到PC,接着由软件进行Hilbert变换得到信号的频谱。用该系统检测0.1THz高频信号,并与HP34401数字万用表采集的结果进行了比较。使得系统更加小型化、集成化、硬件结构简单。
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