超導紅外探測器,任何敵人都無法逃遁

2020-08-11 LINWEI揚文



紅外探測器的重要性在海灣戰爭中的表現,使人們記憶猶新。由於高溫超導體對紅外線特別靈敏,它可以吸收一定波長的紅外線而引起物理量的變化,所以高溫超導薄膜在紅外線探測器方面的應用引起人們的重視。

  超導紅外探測器的工作原理是基於超導體受紅外線作用超導體轉變為正常態時,它的電阻發生突然變化,而這個變化完成的速度非常之快,所以高溫超導體的探測器其響應速度非常快。

從上面講的可以知道,由正常態到超導態的轉變有一定的寬度△T。對於典型的YBCO超導薄膜而言△T<0.1K, 如果維持弱超導薄膜的溫度處在△T溫度寬度之間一個溫度點To, 有微小電流時, 它有微小電阻, 當紅外線照到超導薄膜上, YBCO超導薄膜將其全部吸收, 使得超導薄膜溫度升高,當它大於超導薄膜的超導起始溫度(Tconset)時,超導薄膜的電阻將突然加大,如果維持電流不變,那麼膜兩端的電壓也會有突然變化,根據測得電壓的變化,就可以測定出紅外線輻射強度。

為了提高靈敏度,一般在YBCO超導薄膜上刻蝕出蝸旋狀線圈。目前高Tc超導紅外線探測器單元的探測率D*> 5×109cm/√Hz·W, 噪聲等效功率 NEP 達10-12W/√Hz。

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