Н.В. Кинев – к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, ИРЭ им В.А. Котельникова РАН (Москва)

E-mail: nickolay@hitech.cplire.ru 

К.И. Рудаков – инженер,

ИРЭ им В.А. Котельникова РАН (Москва)

E-mail: kirill.i.rudakov@gmail.com 

Л.В. Филиппенко – к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник,

ИРЭ им В.А. Котельникова РАН (Москва)

E-mail: lyudmila@hitech.cplire.ru

В.П. Кошелец – д.ф.-м.н., гл. науч. сотрудник,

ИРЭ им В.А. Котельникова РАН (Москва)

E-mail: valery@hitech.cplire.ru

Постановка проблемы. В настоящее время в науке и технике имеется недостаток широко перестраиваемых источников терагерцевого (ТГц) излучения. Доступные на сегодняшний день ТГц-генераторы имеют узкую полосу перестройки частоты или обладают большой массой и габаритными размерами, или не являются коммерчески доступными.

Цель. Разработать широко перестраиваемый источник ТГц-излучения в открытое пространство на основе сверхпроводникового джозефсоновского перехода, согласованного с передающей антенной.

Результат. Предложена схема, разработаны и экспериментально исследованы несколько интегральных конструкций перестраиваемого источника ТГц-излучения, рассчитанных на разные частотные диапазоны выходного излучения 250…410, 330…530 и 390…700 ГГц, которые суммарно перекрывают диапазон 0,25…0,7 ТГц. Спектральная ширина линии с системой фазовой стабилизации – порядка 0,1 МГц.

Практическая значимость. Предложенный генератор может быть использован как активный источник излучения в ТГц-спектроскопии, ТГц-микроскопии, для исследования свойств материалов при низких температурах (порядка 4,2 К), а также в качестве внешнего источника гетеродина для приемных систем.

1. de Lange G., Boersma D., Dercksen J., et al. Development and characterization of the superconducting integrated receiver channel of the TELIS atmospheric sounder // Supercond. Sci. Technol. 2010. V. 23. № 4. Р. 045016. DOI: 10.1088/09532048/23/4/045016.
2. Koshelets V.P., Dmitriev P.N., Faley M.I., et al. Superconducting Integrated Terahertz Spectrometers // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2015. V. 5. № 4. P. 687–694. DOI: 10.1109/TTHZ.2015.2443500.
3. Кинев Н.В., Рудаков К.И., Барышев А.М., Кошелец В.П. Линзовая щелевая антенна на основе тонких пленок Nb для джозефсоновского широкополосного генератора ТГц-диапазона // Физика твердого тела. 2018. Т. 60. № 11.  С. 2132−2136. DOI: 10.21883/FTT.2018.11.46652.03NN/
4. Kinev N.V., Rudakov K.I., Baryshev A.M., Koshelets V.P. A 0.3-0.7 THz flux-flow oscillator integrated with the slot antenna and elliptical lens // J. Phys.: Conf. Series. 2018. V. 1124. P. 071001. DOI: 10.1088/1742-6596/1124/7/071001.
5. Kinev N.V., Rudakov K.I., Filippenko L.V., Baryshev A.M., Koshelets V.P. Wideband Josephson THz flux-flow oscillator integrated with the slot lens antenna and the harmonic mixer // EPJ Web Conf. 2018. V. 195. P. 02003. DOI: 10.1051/epjconf/201819502003.
6. Kinev N.V., Rudakov K.I., Filippenko L.V., Baryshev A.M., Koshelets V.P. A 0.33-0.73 THz source based on phase-locked Josephson flux-flow oscillator // Proc. of 2019 URSI Asia-Pacific Radio Science Conference (AP-RASC). 2019. V. 1. P. 1−4.  DOI: 10.23919/URSIAP-RASC.2019.8738374.
7. Kinev N.V., Rudakov K.I., Filippenko L.V., Koshelets V.P. A Tunable subTHz Source Based on the Josephson Oscillator with Phase Locking. // Proc. of 2019 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2019. V. 1. P. 192−195. DOI: 10.1109/RSEMW.2019.8792799.
8. Kinev N.V., Rudakov K.I., Filippenko L.V., Baryshev A.M., Koshelets V.P. Flux-flow Josephson oscillator as the broadband tunable terahertz source to open space // J. Appl. Phys. 2019. V. 125, № 15. P. 151603. DOI: 10.1063/1.5070143.
9. Kinev N.V., Rudakov K.I., Filippenko L.V., Baryshev A.M., Koshelets V.P. Terahertz Source Radiating to Open Space Based on the Superconducting Flux-Flow Oscillator: Development and Characterization // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol.