Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2024, выпуск 8 » Статья стр. 1372
<<<>>>
Регистрация импульсного терагерцового излучения неохлаждаемыми матричными микроболометрическими приемниками
Министерство образования и науки РФ , FWGW-2022-0007
Демьяненко М.А. 1, Марчишин И.В. 1, Щеглов Д.В. 1, Старцев В.В. 2
1Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
2Государственный научный центр Российской Федерации АО "НПО "Орион", Москва, Россия
Email: demyanenko@isp.nsc.ru
Поступила в редакцию: 9 апреля 2024 г.
В окончательной редакции: 11 июня 2024 г.
Принята к печати: 18 июня 2024 г.
Выставление онлайн: 27 июля 2024 г.
PDF версия
Исследован отклик неохлаждаемых матричных микроболометрических приемников с тонким металлическим поглотителем на импульсное терагерцовое излучение в зависимости от длительности импульса, частоты его повторения, теплопроводности и величины времени тепловой релаксации болометра, а также от поляризации терагерцового излучения. Показано, что пиковое значение сигнала микроболометра слабо зависит от теплопроводности, если длительность импульсов излучения меньше времени тепловой релаксации болометра. При обратном условии пиковое значение сигнала микроболометра обратно пропорционально величине теплопроводности. Изготовленные и исследованные приемники на длине волны 100 μm охарактеризованы минимальной обнаружимой мощностью 1.4·10-9 W и минимальной обнаружимой энергией 2.5·10-11 J. Ключевые слова: теплопроводность, тепловое время релаксации, минимальная обнаружимая энергия.
  1. A. Rogalski. Progr. Quant. Electron., 27 (2-3), 59 (2003). DOI: 10.1016/S0079-6727(02)00024-1
  2. A. Rogalski. Progr. Quant. Electron., 36 (2-3), 342 (2012). DOI: 10.1016/j.pquantelec.2012.07.001
  3. A. Rogalski. Opto--Electron. Rev., 21 (4), 406 (2013). DOI: 10.2478/s11772-013-0110-x
  4. A.W.M. Lee, B.S. Williams, S. Kumar, Q. Hu, J.L. Reno. IEEE Photon. Technol. Lett., 18 (13), 1415 (2006). DOI: 10.1109/LPT.2006.877220
  5. N. Oda. C.R. Physiq., 11 (7-8), 496 (2010). DOI: 10.1016/j.crhy.2010.05.001
  6. M.A. Dem'yanenko, D.G. Esaev, B.A. Knyazev, G.N. Kulipanov, N.A. Vinokurov. Appl. Phys. Lett., 92 (13), 131116 (2008). DOI: 10.1063/1.2898138
  7. N. Nemoto, N. Kanda, R. Imai, K. Konishi, M. Miyoshi, S. Kurashina, T. Sasaki, N. Oda, M. Kuwata-Gonokami. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., 6 (2), 175 (2016). DOI: 10.1109/TTHZ.2015.2508010
  8. F. Simoens, J. Meilhan. Philosophical Transactions Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 372 (2012), 20130111 (2014). DOI: 10.1098/rsta.2013.0111
  9. F. Simoens, J. Meilhan, J.-A. Nicolas. J. Infrared Milli Terahz Waves, 36 (10), 961 (2015). DOI: 10.1007/s10762-015-0197-x
  10. Y. Amarasinghe, W. Zhang, R. Zhang, D.M. Mittleman, J. Ma. J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves, 41 (2), 215 (2020). DOI: 10.1007/s10762-019-00647-4
  11. Y. Yang, A. Shutler, D. Grischkowsky. Opt. Express, 19 (9), 8830 (2011). DOI: 10.1364/OE.19.008830
  12. G.S. Kent, B.R. Clemesha, R.W. Wright. J. Atmospheric Terrestrial Phys., 29 (2), 169 (1967). DOI: 10.1016/0021-9169(67)90131-6
  13. G.S. Kent, R.W. Wright. J. Atmospheric Terrestrial Phys., 32 (5), 917 (1970). DOI: 10.1016/0021-9169(70)90036-X
  14. G.-R. Kim, T.-I. Jeon, D. Grischkowsky. Opt. Express, 25 (21), 25422 (2017). DOI: 10.1364/OE.25.025422
  15. Y. Yang, M. Mandehgar, D. Grischkowsky. Opt. Express, 20 (24), 26208 (2012). DOI: 10.1364/OE.20.026208
  16. J.M. Dai, X.F. Lu, J. Liu, I.C. Ho, N. Karpowicz, X.-C. Zhang. Terahertz Sci. Technol., 2 (4), 131 (2009). DOI: 10.11906/TST.131-143.2009.12.14
  17. L.-Z. Tang, J.-Y. Zhao, Z.-H. Dong, Z.-H. Liu, W.-T. Xiong, Y.-C. Hui, A. Shkurinov, Y. Peng, Y.-M. Zhu. Opt. Laser Technol., 141, 107102 (2021). DOI: 10.1016/j.optlastec.2021.107102
  18. G.-R. Kim, K. Moon, K.H. Park, J.F. O'Hara, D. Grischkowsky, T.-I. Jeon. Opt. Express, 27 (20), 27514 (2019). DOI: 10.1364/OE.27.027514
  19. D.S. Sitnikov, S.A. Romashevskiy, A.A. Pronkin, I.V. Ilina. J. Physics: Conf. Ser., 1147, 012061 (2019). DOI: 10.1088/1742-6596/1147/1/012061
  20. V.L. Granatsteina, G.S. Nusinovich. J. Appl. Phys., 108 (6), 063304 (2010). DOI: 10.1063/1.3484044
  21. G.S. Nusinovich, D.G. Kashyn, Y. Tatematsu, T. Idehara. Phys. Plasmas, 21 (1), 013108 (2014). DOI: 10.1063/1.4862779
  22. C.W. Berry, M.R. Hashemi, M. Jarrahi. Appl. Phys. Lett., 104 (8), 081122 (2014). DOI: 10.1063/1.4866807
  23. D.S. Kim, D.S. Citrin. Appl. Phys. Lett., 88 (16), 161117 (2006). DOI: 10.1063/1.2196480
  24. H. Hirori, A. Doi, F. Blanchard, K. Tanaka. Appl. Phys. Lett., 98 (8), 091106 (2011). DOI: 10.1063/1.3560062
  25. M.A. Belkin, F. Capasso. Phys. Scripta, 90 (11), 118002 (2015). DOI: 10.1088/0031-8949/90/11/118002
  26. L. Li, L. Chen, J. Zhu, J. Freeman, P. Dean, A. Valavanis, A.G. Davies, E.H. Linfield. Electron. Lett., 50 (4), 309 (2014). DOI: 10.1049/el.2013.4035
  27. Q. Lu, M. Razeghi. Photonics, 3 (3), 42 (2016). DOI: 10.3390/photonics3030042
  28. G. Liao, Y. Li, H. Liu, G.G. Scott, D. Neely, Y. Zhang, B. Zhu, Z. Zhang, C. Armstrong, E. Zemaityte, P. Bradford, P.G. Huggard, D.R. Rusby, P. McKenna, C.M. Brenner, N.C. Woolsey, W. Wang, Z. Sheng, J. Zhang. Proc. National. Acad. Sci. USA, 116 (10), 3994 (2019). DOI: 10.1073/pnas.1815256116
  29. X. Wu, D. Kong, S. Hao, Y. Zeng, X. Yu, B. Zhang, M. Dai, S. Liu, J. Wang, Z. Ren, S. Chen, J. Sang, K. Wang, D. Zhang, Z. Liu, J. Gui, X. Yang, Y. Xu, Y. Leng, Y. Li, L. Song, Y. Tian, R. Li. Adv. Mater., 35 (23), 2208947 (2023). DOI: 10.1002/adma.202208947
  30. B. Zhang, Z. Ma, J. Ma, X. Wu, C. Ouyang, D. Kong, T. Hong, X. Wang, P. Yang, L. Chen, Y. Li, J. Zhang. Laser Photon. Rev., 15 (3), 2000295 (2021). DOI: 10.1002/lpor.202000295
  31. Z. Yu, N. Zhang, J. Wang, Z. Dai, C. Gong, L. Lin, L. Guo, W. Liu. Opto-Electron. Adv., 5 (9), 210065 (2022). DOI: 10.29026/oea.2022.210065
  32. V.L. Bratman, A.A. Bogdashov, G.G. Denisov, M.Yu. Glyavin, Yu.K. Kalynov, A.G. Luchinin, V.N. Manuilov, V.E. Zapevalov, N.A. Zavolsky, V.G. Zorin. J. Infrared Milli Terahz Waves, 33 (7), 715 (2012). DOI: 10.1007/s10762-012-9898-6
  33. G.S. Nusinovich, R. Pu, T.M. Antonsen Jr., O.V. Sinitsyn, J. Rodgers, A. Mohamed, J. Silverman, M. Al-Sheikhly, Y.S. Dimant, G.M. Milikh, M.Yu. Glyavin, A.G. Luchinin, E.A. Kopelovich, V.L. Granatstein. J. Infrared Milli Terahz Waves, 32 (3), 380 (2011). DOI: 10.1007/s10762-010-9708-y
  34. М.А. Демьяненко, В.В. Старцев. ЖТФ, 92 (3), 443 (2022). DOI: 10.21883/JTF.2022.03.52139.190-21 [M.A. Dem'yanenko, V.V. Startsev. Tech. Phys., 67 (3), 347 (2022). DOI: 10.21883/TP.2022.03.53266.190-21]
  35. В.Ш. Алиев, М.А. Демьяненко, Д.Г. Есаев, И.В. Марчишин, В.Н. Овсюк, Б.И. Фомин. Успехи прикладной физики, 1 (4), 471 (2013)
  36. М.А. Демьяненко, Б.И. Фомин, Л.Л. Васильева, С.А. Волков, И.В. Марчишин, Д.Г. Есаев, В.Н. Овсюк, В.Л. Дшхунян, Е.Б. Володин, А.В. Ермолов, П.П. Усов, В.П. Чесноков, Ю.С. Четверов, П.Н. Кудрявцев, А.Е. Здобников, А.А. Игнатов. Прикладная физика, 4, 124 (2010)
  37. N. Oda, H. Yoneyama, T. Sasaki, M. Sanoa, S. Kurashina, I. Hosako, N. Sekine, T. Sudoh, T. Irie. Proc. SPIE, 6940, 69402Y (2008). DOI: 10.1117/12.781630
  38. A.J.L. Adam, I. Kavsalynas, J.N. Hovenier, T.O. Klaassen, J.R. Gao, E.E. Orlova, B.S. Williams, S. Kumar, Q. Hu, J.L. Reno. Appl. Phys. Lett., 88 (15), 151105 (2006). DOI: 10.1063/1.2194889
  39. E.E. Orlova, J.N. Hovenier, T.O. Klaassen, I. Kavsalynas, A.J.L. Adam, J.R. Gao, T.M. Klapwijk, B.S. Williams, S. Kumar, Q. Hu, J.L. Reno. Phys. Rev. Lett., 96 (17), 173904 (2006). DOI: 10.1103/PhysRevLett.96.173904
  40. H. Wu, S. Grabarnik, A. Emadi, G. de Graaf, R.F. Wolffenbuttel. J. Micromech. Microeng., 19 (7), 074022 (2009). DOI: 10.1088/0960-1317/19/7/074022
  41. J. Dupuis, E. Fourmond, D. Ballutaud, N. Bererd, M. Lemiti. Thin Solid Films, 519 (4), 1325 (2010). DOI: 10.1016/j.tsf.2010.09.036
  42. М.А. Демьяненко. Оптич. журн., 84 (1), 48 (2017). [M.A. Dem'yanenko. J. Opt. Technol., 84 (1), 34 (2017). DOI: 10.1364/JOT.84.000034]

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme