基于钛相变边缘传感器的超导单光子探测器特性

研究了基于钛TES的超导单光子探测器的特性,器件尺寸范围为5 μm×5 μm到20 μm×20 μm,集成光学腔体后在1 550 nm波长实测的系统探测效率最高达到72%,最佳能量分辨率为0.26 eV。在此基础上,采用二流体模型提取了基于钛TES的超导单光子探测器的特性参数（包括温度灵敏度、电流灵敏度、热容等）,并模拟计算了基于钛TES的超导单光子探测器的响应时间和能量分辨率,与实验结果完全吻合。结果表明优化探测器尺寸和临界温度,可以同时达到高探测效率和高能量分辨率,实现光子数可分辨的高性能单光子探测器。     

用外差混频和直接检波方法测量亚毫米波连续波源的频谱

在亚毫米波频段,表征信号源的频谱特性是一项重要工作．用外差混频和直接检波（缚里叶变换频谱仪,FTS）两种方法测量一个亚毫米波连续波源（采用锁相技术且可在460～520GHz范围内调频）的频谱．500～GHz频段超导SIS隧道结在外差混频方法里用作混频器,而在直接检波方法里作为直接检波黔．并对两种方法得到的结果进行了比较．     

单色电磁波通过栅网的特性分析

应用谱分析技术推导出单色电磁波的入射功率以及它通过栅网后的反射功率及透射功率,并将它们应用到高斯波束入射时的情形,得到高斯波束的入射功率以及它通过栅网后的反射功率及透射功率公式,其结果与基本平面波(EPWS)叠加法得到的一致.文中还具体计算了高斯波束入射到纯导体和实际栅网的反射功率系数及透射功率系数,并且与平面波入射时的情形进行了比较.     

三端口T型接头建模研究及高性能分支线耦合器设计

本文提出一种基于导纳矩阵的三端口T型接头高精度超宽带等效电路参数提取方法.并将传统T型接头结构改进为凹-T型接头(concave)和凸-T型接头(convex)两种形式,以精确控制T型接头中心处寄生电容的影响.最后,在分析不同三端口T型接头连接方式对其等效电路及寄生电容影响的基础上,将改进后的T型接头结构用于研制一个中心频率12GHz高性能分支线耦合器.实测结果表明,在中心频率处该耦合器各端口的回波损耗和端口隔离度均小于-26dB,总插入损耗小于1.0dB,幅度差别小于0.1dB.     

太赫兹超导动态电感探测器性能表征用零差混频系统研制

零差混频系统（Homodyne mixing system）对太赫兹超导动态电感探测器（Kinetic inductance detectors, KIDs）性能表征具有重要的作用。然而,零差混频系统仍存在混频器不平衡性、测量系统集成、干扰信号等问题。作者设计新型的单通道零差混频硬件系统,结合软件算法实现了测量系统的集成化、IQ混频器不平衡性校准、KID的性能表征;同时实现了在VNA（vector network analyzer）CW模式下的KIDs噪声测量;以及基于自相关算法的双通道零差混频硬件电路设计,有效的抑制了干扰信号。值得注意的是,这些研究成果被应用于表征KIDs 性能,对KIDs阵列设计起到了重要的作用。     

一种新型毫米波馈电系统

介绍一种新型开放式毫米波馈电系统－－超导准光系统,该系统已成功地应用于我国１３．７ｍ口径毫米波望远镜上,它工作于２．６ｍｍ波段,已成功进行天文实测和天文研究工作。该系统应用了一个新型４Ｋ低温致冷系统,可工作于二个频段。文中详细介绍了该系统的设计理论及研制结果。实测结果表明,整个系统的插损在２．６ｍｍ波段仅０．１ｄＢ,这种损耗比起波导系统而言是极其微小的,接收机的系统噪声温度在８５ＧＨｚ￣１１２ＧＨ     

面向CMB偏振实验的220 GHz钛超导TES探测器技术研究

高灵敏度超导相变边缘探测器(Transition Edge Sensor,TES)在宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background,CMB)辐射B模偏振探测方面具有重要的应用前景。本文设计并制备了220 GHz频段8×8像元的天线耦合钛超导TES探测器，实验表征了刻蚀前钛超导TES探测器的低温热导和噪声特性。实验结果显示，钛超导TES探测器低温电声相互作用主导热导约为485.4 pW/K，同时钛超导TES探测器噪声等效功率优于5×10^-17 W/Hz0.5。原理上，钛超导TES探测器热导在刻蚀后会进一步减小，理论计算出刻蚀后钛超导TES探测器的热导约为38 pW/K，同时，其热起伏等效噪声功率理论值约为9.2×10^-18 W/Hz^0.5，因此，钛超导TES探测器在刻蚀后的噪声等效功率性能会进一步提升。     

高灵敏度太赫兹探测模块氮化铌超导SIS混频器空间环境适应性研究（英文）

高灵敏度太赫兹探测模块（High Sensitivity Terahertz Detection Module, HSTDM）是中国巡天望远镜的科学载荷之一。HSTDM是一台工作频段为410～510 GHz的高灵敏度高频率分辨率的外差混频接收机，其核心是工作在10 K温区的氮化铌（NbN）基超导隧道结（Superconductor-Insulator–Superconductor, SIS）混频器。HSTDM将首次实现氮化铌（NbN）基超导SIS混频器的空间应用。NbN基超导SIS混频器应适应空间环境的特殊要求，如高可靠性，对振动、宇宙辐照和热变化的适应性。对NbN基超导SIS混频器进行的鉴定试验测试，包括正弦振动试验、随机振动试验、单粒子辐照试验、总剂量辐照试验和热循环试验。研究结果表明氮化铌（NbN）基超导SIS混频器能够满足HSTDM的空间应用需求。