新型高集成超导热电子外差接收机制造技术

新型高集成超导热电子外差接收机，采用太赫兹量子级联激光器作为本振源，太赫兹量子级联激光器通过偏轴反射镜对输出波束进行整形，经过整形后的本振信号从超导热电子混频器芯片背面直接进行耦合，被检测信号由正面耦合至超导热电子混频器。混频后中频信号经过低温工作第一级放大器和常温工作第二级放大器放大，然后通过频谱仪分析处理。本发明专利技术只使用单一杜瓦冷却太赫兹量子级联激光器和超导热电子混频器，简化了接收机结构。另外，无需使用波束分离器耦合待测信号，降低了接收机的射频噪声，同时可避免空气扰动对波束分离器以及超导外差接收机工作稳定性的影响。本发明专利技术无任何可调光学元件，且杜瓦外无任何光学元件，易于在实际系统中集成应用。

A new type of highly integrated super conduction electron heterodyne receiver

【技术实现步骤摘要】
新型高集成超导热电子外差接收机
本专利技术属于超导热电子外差接收机领域，具体涉及一种通过超导热电子芯片背面耦合本振信号的高集成度超导热电子外差接收机。
技术介绍
太赫兹波段介于微波和红外之间，该频段是现代天文学重要频段之一。太赫兹频段存在丰富分子转动谱线和精细结构原子谱线，对这些分子和原子谱线进行高分辨率观测可以研究天体物体的化学性质与运动学特征。太赫兹波段分子转动谱线和精细结构原子谱线高分辨率观测对于理解早期宇宙演化、恒星和星系形成、行星及行星系统形成等具有非常重要的意义，在天体物理及宇宙学研究中具有不可替代的作用。事实上，国际上一系列重要天文观测发现，如宇宙微波背景辐射、系外行星、引力波等都与观测设备的技术进步息息相关，尤其是高灵敏度探测器技术。国际上已经提出并建立了一系列地面和空间太赫兹天文计划，如地面最大干涉阵列ALMA、Herschel空间天文卫星、APEX地面太赫兹望远镜、SOFIA机载平流层天文台、地面最大单口径毫米波望远镜LMT、下一代空间远红外望远镜OST、中国南极天文台等。这些计划需要高灵敏度、高频率分辨率外差接收机将待测太本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.新型高集成超导热电子外差接收机，其特征在于，包括：太赫兹量子级联激光器（4）、偏轴反射镜（3）、超导热电子混频器（2）、低温低噪声放大器（6）、常温中频放大器（7）、频谱分析仪（8）、混频器直流偏置源（9）及激光器直流偏置（5），其中，4K闭环制冷系统为超导热电子混频器（2）、太赫兹量子级联激光器（4）和低温低噪声放大器（6）提供低温工作环境；所述激光器直流偏置（5）与太赫兹量子级联激光器（4）相连，用于向太赫兹量子级联激光器（4）提供直流偏置；所述太赫兹量子级联激光器（4）输出的本振信号经过偏轴反射镜（3）汇聚后由背面接入超导热电子混频器（2），待测信号（10）由正面接入超导热电子混频器...

【技术特征摘要】
1.新型高集成超导热电子外差接收机，其特征在于，包括：太赫兹量子级联激光器（4）、偏轴反射镜（3）、超导热电子混频器（2）、低温低噪声放大器（6）、常温中频放大器（7）、频谱分析仪（8）、混频器直流偏置源（9）及激光器直流偏置（5），其中，4K闭环制冷系统为超导热电子混频器（2）、太赫兹量子级联激光器（4）和低温低噪声放大器（6）提供低温工作环境；所述激光器直流偏置（5）与太赫兹量子级联激光器（4）相连，用于向太赫兹量子级联激光器（4）提供直流偏置；所述太赫兹量子级联激光器（4）输出的本振信号经过偏轴反射镜（3）汇聚后由背面接入超导热电子混频器（2），待测信号（10）由正面接入超导热电子混频器（2）；所述超导热电子混频器（2）将接收到的待测信号（10）和本振信号进行混频处理，得到中频信号；所述低温低噪声放大器（6）接在超导热电子混频器（2）的混频输出端和常温中频放大器（7）之间，中频信号输入低温低噪声放大器（6）进行第一级放大，再输入常温中频放大器（7）进一步放大，最后由频谱分析仪（8）进行检测。


2.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周康敏，缪巍，任远，张文，史生才，
申请(专利权)人：中国科学院紫金山天文台，
类型：发明
国别省市：江苏;32