УДК 535.343.4, 543.421/.422

ТГЦ СПЕКТРОМЕТР ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ УСТРОЙСТВ

 

В. Л. Вакс^1,2, В. А. Анфертьев^1,2, Г. Н. Гольцман³, И. В. Пентин³, И. В. Третьяков^2,3

¹Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского

²Институт физики микроструктур РАН
³ Московский педагогический государственный университет (МПГУ)

 

Статья поступила в редакцию 15 января 2016 г.

 

Аннотация. В работе рассмотрена возможность создания спектрометра высокого разрешения терагерцового (ТГц) диапазона, предназначенного для решения широкого круга задач. В предлагаемом варианте спектрометра в качестве источника излучения использованы синтезатор на базе генератора Ганна и умножитель частоты на основе полупроводниковой сверхрешетки (СР), а также NbN HEB-смеситель (Hot Electron Bolometer) в режиме прямого детектирования в качестве приемника ТГц излучения. Представлены экспериментально полученные результаты работы спектрометра: зарегистрированы линии поглощения Н₂О (1.92 ТГц, 17^я гармоника синтезатора) и НDО (1.49 ТГц 13^я гармоника синтезатора). В работе проанализированы полученные результаты и рассмотрены перспективы улучшения параметров спектрометра и дальнейших спектроскопических исследований.

Ключевые слова: терагерцовый диапазон частот, спектрометр высокого разрешения, полупроводниковая сверхрешетка, источник излучения, смеситель.

Abstract: The possibility of developing the high resolution terahertz (THz) spectrometer which is intended for solving of wide range of problems was considered. Gas spectrometer with using of the synthesizer based on Gunn generator and frequency multiplier with semiconductor superlattice (SL) as a radiation source and NbN hot electron bolometer (HEB) mixer in the mode of radiation detector as a receiver system was proposed. Experimental results of spectrometer operation were presented: the H₂O (1.92 THz, 17^th harmonic) and HDO (1.49 THz, 13^th harmonic) absorption lines were registered. The results performed were analyzed and further possibilities of improving the spectrometer characteristics as well as spectroscopy investigations were considered.

Key words: terahertz frequency range, high precise spectrometer, semiconductor superlattice, radiation source, mixer.