Application development of QC laser for THz band multi-beam heterodyne receiver

太赫兹波段多光束外差接收机QC激光器的应用开发

• 批准号: 24654048
• 负责人: HIROYUKI Maezawa
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24654048/
• 关键词: 宇宙物理学; 地球惑星科学; ヘテロダイン分光; 検出器; 超伝導デバイス; テラヘルツ; 量子カスケードデバイス; 位相同期回路; リモートセンシング; 電波天文学; テラヘルツ波; 量子カスケードレーザー; 超伝導ミクサ検出素子; デバイスプロセス

A certain portion of spectral lines from gas species in interstellar mediums, and planetary atmospheres lies in the 1-10 THz frequency band. In the light of analyzing these signals, heterodyne spectroscopy in the field of radio astronomy provides a high frequency resolution that allows us to study the physical and chemical conditions. However, astronomy in the 1-10 THz band has been long unexplored because of the lack of good observing sites and availability of high-sensitivity heterodyne receivers operating in this frequency range. One of the key aspects of future THz-band radio astronomy is the high efficient observations with multibeam receivers. Quantum cascade lasers with output powers in the sub-mW range operating at the 1-10 THz bands are potential candidates as local oscillators for multibeam receivers. In this study, we developed a PLL system to phase-lock such a free running THz-band signal directly by utilizing a superconducting NbTiN-HEB mixer.

星际介质和行星大气中气体种类的某些谱线位于 1-10 THz 频段。根据分析这些信号，射电天文学领域的外差光谱提供了高频分辨率，使我们能够研究物理和化学条件。然而，由于缺乏良好的观测地点以及在此频率范围内运行的高灵敏度外差接收器，1-10 THz 频段的天文学长期以来一直未被探索。未来太赫兹波段射电天文学的关键方面之一是利用多波束接收机进行高效观测。在 1-10 THz 频段工作、输出功率在亚毫瓦范围内的量子级联激光器是多光束接收器本地振荡器的潜在候选者。在这项研究中，我们开发了一个 PLL 系统，利用超导 NbTiN-HEB 混频器直接对这种自由运行的太赫兹频段信号进行锁相。

项目成果

惑星大気のミリ・テラヘルツ帯ヘテロダイン分光ための超伝導検出素子の開発

行星大气毫米太赫兹带外差光谱超导探测元件研制

• 发表时间: 2012
• 作者: H. Maezawa;Horiuchi;R. Kiridoshi;T. Shiino;T. Soma;R. Furuya;Y. Watanabe;T. Sakai;Y. Nishimura;N. Sakai,K. O. Ohguchi;L. Jiang;S. Yamamoto;前澤裕之;前澤裕之;椎野竜哉;前澤裕之
• 通讯作者: 前澤裕之

.5 THz帯拡散冷却型NbTiN HEBミクサの開発

开发0.5 THz扩散冷却NbTiN HEB混频器

• 发表时间: 2013
• 作者: H. Maezawa;Horiuchi;R. Kiridoshi;T. Shiino;T. Soma;R. Furuya;Y. Watanabe;T. Sakai;Y. Nishimura;N. Sakai,K. O. Ohguchi;L. Jiang;S. Yamamoto;前澤裕之;前澤裕之;椎野竜哉
• 通讯作者: 椎野竜哉

Development of Superconducting Hot Electron Bolometer Mixer Detectors for Terahertz Band Astronomy and Planetary Atmospheric Research

用于太赫兹波段天文学和行星大气研究的超导热电子测辐射热计混合器探测器的开发

• 发表时间: 2013
• 作者: H. Maezawa;Horiuchi;R. Kiridoshi;T. Shiino;T. Soma;R. Furuya;Y. Watanabe;T. Sakai;Y. Nishimura;N. Sakai,K. O. Ohguchi;L. Jiang;S. Yamamoto
• 通讯作者: S. Yamamoto

Development of Superconducting Detectors for MM/THZ Band Heterodyne Spectroscopy of Earth's and Planetary Middle Atmosphere

地球和行星中层大气MM/THZ波段外差光谱超导探测器的研制

• 发表时间: 2012
• 作者: H. Maezawa;Horiuchi;R. Kiridoshi;T. Shiino;T. Soma;R. Furuya;Y. Watanabe;T. Sakai;Y. Nishimura;N. Sakai,K. O. Ohguchi;L. Jiang;S. Yamamoto;前澤裕之;前澤裕之;椎野竜哉;前澤裕之;Hiroyuki Maezawa
• 通讯作者: Hiroyuki Maezawa

超伝導ホットエレクトロンボロメータミクサ素子のモデルの開発

超导热电子测辐射热计混合器元件模型的研制

• 发表时间: 2013
• 作者: 切通僚介;堀内滉介;前澤裕之
• 通讯作者: 前澤裕之