Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2022, выпуск 3 » Статья стр. 443
<<<>>>
Применение неохлаждаемых микроболометров для регистрации импульсного терагерцового и инфракрасного излучения
DOI: 10.21883/JTF.2022.03.52139.190-21
Переводная версия: 10.21883/TP.2022.03.53266.190-21
Демьяненко М.А. 1, Старцев В.В.2
1Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
2Акционерное общество "Оптико-механическое конструкторское бюро Астрон", Лыткарино, Московская обл., Россия
Email: demyanenko@isp.nsc.ru, v@astrohn.ru
Поступила в редакцию: 21 июня 2021 г.
В окончательной редакции: 17 ноября 2021 г.
Принята к печати: 26 ноября 2021 г.
Выставление онлайн: 4 января 2022 г.
PDF версия
Получены аналитические соотношения для температурного отклика болометра на периодические импульсы излучения. Теоретически показано и на примере инфракрасных болометров экспериментально подтверждено, что при регистрации коротких импульсов излучения в отличие от случая постоянного излучения, повышая теплопроводность болометра и соответственно понижая время его тепловой релаксации, можно существенно повысить быстродействие приемника, практически не снижая его чувствительности. Рассмотрена возможность эффективной регистрации терагерцового импульсного излучения микроболометрами с резистивно-связанной, термически неизолированной антенной. Показано, что такие болометры, обладающие повышенной теплопроводностью и соответственно пониженной чувствительностью к излучению постоянной интенсивности, могут быть высокоэффективными при регистрации импульсов излучения длительностью меньше времени тепловой релаксации болометра. На их основе могут быть разработаны неохлаждаемые матричные приемники импульсного терагерцового излучения, характеризующиеся минимальной обнаружимой энергией менее 1·10-12 J и кадровой частотой до 1000 Hz. Ключевые слова: микроболометр, импульсное терагерцовое излучение, антенна.
  1. A. Rogalski. Progress in Quantum Electronics, 36 (2--3), 342 (2012). DOI: 10.1016/j.pquantelec.2012.07.001
  2. F. Niklaus, C. Vieider, H. Jakobsen. Proc. SPIE, 6836, 68360D (2007). DOI: 10.1117/12.755128
  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 Photonics Technol. Lett., 18 (13), 1415 (2006). DOI: 10.1109/LPT.2006.877220
  5. N. Oda. C.R. Physique, 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. on Terahertz Sci. Technol., 6 (2), 175 (2016). DOI: 10.1109/TTHZ.2015.2508010
  8. F. Simoens, J. Meilhan. Philosophical Transactions of the 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, 961 (2015). DOI: 10.1007/s10762-015-0197-x
  10. 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
  11. G.S. Kent, R.W. Wright. J. Atmospheric Terrestrial Phys., 32 (5), 917 (1970). DOI: 10.1016/0021-9169(70)90036-X
  12. C.W. Berry, M.R. Hashemi, M. Jarrahi. Appl. Phys. Lett., 104 (8), 081122 (2014). DOI: 10.1063/1.4866807
  13. D.S. Kim, D.S. Citrin. Appl. Phys. Lett., 88 (16), 161117 (2006). DOI: 10.1063/1.2196480
  14. H. Hirori, A. Doi, F. Blanchard, K. Tanaka. Appl. Phys. Lett., 98 (8), 091106 (2011). DOI: 10.1063/1.3560062
  15. M.A. Belkin, F. Capasso. Phys. Scr., 90 (11), 118002 (2015). DOI: 10.1088/0031- 8949/90/11/118002
  16. 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
  17. Q. Lu, M. Razeghi. Photonics, 3 (3), 42 (2016). DOI: 10.3390/photonics3030042
  18. М.А. Демьяненко, Д.Г. Есаев, В.Н. Овсюк, Б.И. Фомин, А.Л. Асеев, Б.А. Князев, Г.Н. Кулипанов, Н.А. Винокуров. Оптич. журн., 76 (12), 5 (2009). [M.A. Dem'yanenko, D.G. Esaev, V.N. Ovsyuk, B.I. Fomin, A.L. Aseev, B.A. Knyazev, G.N. Kulipanov, N.A. Vinokurov. J. Opt. Technol., 76 (12), 739 (2009). DOI: 10.1364/JOT.76.000739]
  19. D. Dufour, L. Marchese, M. Terroux, H. Oulachgar, F. Genereux, M. Doucet, L. Mercier, B. Tremblay, C. Alain, P. Beaupre, N. Blanchard, M. Bolduc, C. Chevalier, D.D'Amato, Y. Desroches, F. Duchesne, L. Gagnon, S. Ilias, H. Jerominek, F. Lagace, J. Lambert, F. Lamontagne, L.L. Noc, A. Martel, O. Pancrati, J.-E. Paultre, T. Pope, F. Proven cal, P. Topart, C. Vachon, S. Verreault, A. Bergeron. J. Infrared Milli Terahz Waves, 36 (10), 922 (2015). DOI: 10.1007/s10762-015-0181-5
  20. S. Zwerdling, R.A. Smith, J.P. Theriault. Infrared Phys., 8 (4), 271 (1968). DOI: 10.1016/0020-0891(68)90036-5
  21. Handbook of Optics. Vol. I. Fundamentals, Techniques and Design, ed. by M. Bass, E.W. Van Stryland, D.R. Williams, W.L. Wolfe. --- 2nd ed. (McGraw-Hill, NY.-San Francisco-Washington, D.C. --- etc, 1995)
  22. В.Ф. Зайцев, А.Д. Полянин. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям (Физматлит, М., 2001) [A.D. Polyanin, V.F. Zaitsev. Handbook of Exact Solutions for Ordinary Differential Equations (Chapman \& Hall/CRC, Boca Raton-London-NY.-Washington, D.C. 2003)]
  23. М.А. Демьяненко, А.Ф. Кравченко, В.Н. Овсюк. Автометрия, 41 (5), 108 (2005)
  24. 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)
  25. 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)
  26. P. Eriksson, J.Y. Andersson, G. Stemme. J. Microelectromechanical Systems, 6 (1), 55 (1997)
  27. C. Kittel. Introduction to Solid State Physics, 8th Edition. (John Wiley and Sons, NY., 2005)
  28. F.H. Schofield. Proceed. Royal Society A: Mathematical, Phys. Engineer. Sci., 107 (742), 206 (1925). DOI: 10.1098/rspa.1925.0016
  29. F. Niklaus, A. Decharat, C. Jansson, G. Stemme. Infrared Phys. Technol., 51 (3), 168 (2008). DOI: 10.1016/j.infrared.2007.08.001
  30. M. Kohin, N. Butler. Proc. SPIE, 5406, 447 (2004). DOI: 10.1117/12.542482
  31. J.J. Yon, A. Astier, S. Bisotto, G. Chamingi s, A. Durand, J.L. Martin, E. Mottin, J.L. Ouvrier-Buffet, J.L. Tissot. Proc. SPIE, 5783, 432 (2005). DOI: 10.1117/12.606487
  32. D. Svard, C. Jansson, A, Alvandpour. Analog Integr Circ Sig Process, 77 (1), 29 (2013). DOI: 10.1007/s10470-013-0116-9
  33. A. Tanaka, K. Chiba, T. Endoh, K. Okuyama, A. Kawahara, K. Iida, N. Tsukamoto. Proc. SPIE, 4130, 160 (2000). DOI: 10.1117/12.409858
  34. B.S. Williams. Nature Photon., 1 (9), 517 (2007). DOI: 10.1038/nphoton.2007.166
  35. C.H. Hwang, C.B. Kim, Y.S. Lee, H.C. Lee. Electron. Lett., 44 (12), 732 (2008). DOI: 10.1049/el:20080879
  36. S. Ajmera, J. Brady, C. Hanson, T. Schimert, A.J. Syllaios, M. Taylor. Proc. SPIE, 8012, 80121L (2011). DOI: 10.1117/12.884249
  37. J.L. Tissot, C. Trouilleau, B. Fieque, A. Crastes, O. Legras. Opto-Electron. Rev., 14 (1), 25 (2006). DOI: 10.2478/s11772-006-0004-2
  38. F. Simoens, M. Tchagaspanian, A. Arnaud, P. Imperinetti, G. Chammings, J.J. Yon, J.L. Tissot. Proc. SPIE, 6542, 65421T (2007). DOI: 10.1117/12.719310

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

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