毫米波波长透镜-吸收体耦合Ti/Al动态电感探测器

《IEEE Transactions on Applied Superconductivity》：Millimeter-Wavelength Lens-Absorber-Coupled Ti/Al Kinetic Inductance Detectors

该研究采用透镜耦合螺旋吸收器作为准光学耦合机制，开发了基于Ti/Al双层的微波动力学惯性探测器（MKIDs），通过仿真验证了其宽频带特性（透镜孔径效率70%，单螺旋带宽10%），并研制了两种器件：3×3cm2含9像素的85GHz响应测试芯片和253像素的大格式演示器，灵敏度达1mK/√Hz，探测器输出效率95%。

　　

摘要：

本文介绍了一种基于透镜耦合螺旋吸收器的Ti/Al双层微波动态电感探测器（MKIDs），该探测器利用准光学耦合机制来检测毫米波辐射。仿真结果显示，透镜耦合吸收器在两个偏振方向上均具有70%的透镜孔径效率，覆盖一个八度带宽；而单个螺旋吸收器的相对带宽超过10%。我们制造并测试了两种MKIDs设备：一种是尺寸为3×3厘米的芯片，包含9个像素，用于研究这两种吸收器在85GHz频率下的光学响应；另一种是大型演示装置，配备了253个螺旋阵列像素，展示了其在大型毫米波相机应用中的潜力。我们估计该探测器的灵敏度为1 mK/Hz，检测效率达到95%。