А.С. Олейник – д.т.н., профессор,  кафедра «Электронные приборы и системотехника», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

E-mail: anatoly.semenovich@gmail.com

А.А. Потапов – магистрант,  кафедра «Электронные приборы и системотехника», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. E-mail: potapov_andrey13@mail.ru

Постановка проблемы. Одной из важнейших задач радиоэлектроники в настоящее время является разработка высокочувствительных неохлаждаемых приемников, обеспечивающих регистрацию непрерывного и импульсного миллиметрового излучения. Однако подобного рода приемники обладают уровнем чувствительности, более низким, чем приемники инфракрасного и радиодиапазонов, что существенно ограничивает область их применения.

Цель. Разработать селективный многоэлементный приемник с резонансным метапоглотителем для регистрации непрерывного и импульсного миллиметрового излучения с высоким уровнем чувствительности, малой постоянной времени и небольшими объемно-весовыми характеристиками.

Результаты. Разработан многоэлементный приемник миллиметрового излучения с резонансным метапоглотителем на основе пленочной структуры «металл – диэлектрик – термочувствительный слой», обеспечивающий регистрацию непрерывного и импульсного миллиметрового излучения. Слой хрома Cr толщиной ~ 10 нм поглощает не менее 50% падающего миллиметрового излучения, ширина полос резонансного поглощения равна 16,5 ГГц и 16,3 ГГц в диапазонах частот 100…116,5 ГГц и 206,7…223 ГГц соответственно. Чувствительность разработанного приемника и его динамический диапазон приближается к приемникам инфракрасного излучения. Для обеспечения малого значения постоянной времени приемника толщина слюдяной подложки составляет 40 мкм. Термочувствительный слой, выполненный из VOx, при нагреве в температурном диапазоне 22…69°С на 1,5 порядка величины изменяет свое сопротивление. Таким образом, постоянная времени приемника составляет 6,85·10−6 с.

Практическая значимость. Разработанный приемник обладает высокой чувствительностью, сравнимой со стандартными тепловыми приемниками, малой постоянной времени и небольшими объемно-весовыми характеристиками. Указанный приемник может успешно применяться при проведении космических исследований, в биомедицинской сфере, а также в других как в гражданских, так и в военных целях.

1. Хохлов Д.Р. Высокочувствительные приемники терагерцевого излучения на основе нового класса полупроводниковых материалов // Успехи физических наук. 2006. Т. 176. № 9. С. 983−987. DOI: 10.3367/UFNr.0176.200609g.0983.
2. Сайт компании TYDEX. Детекторы Голея. URL = http://www.tydexoptics.com/ru/products/thz_devices/golay_cell/ (дата обращения 16.04.2019).
3. Паулишь А.Г., Кузнецов С.А. Селективный пироэлектрический детектор миллиметрового излучения с ультратонким резонансным метапоглотителем // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42. № 22. С. 64−71. DOI: 10.21883/pjtf.2016.22.43940.16369.
4. Олейник А.С., Маслов Д.М. Болометр с термочувствительным слоем из оксидов ванадия VOx // Российские нанотехнологии. 2012. № 5−6. С. 44−52.