一種探測高溫超導約瑟夫森結器件電磁輻射的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及高溫超導約瑟夫森結器件亞太赫茲電磁輻射領域，特別涉及一種 使用Quasi-Optical諧振系統(tǒng)探測高溫超導約瑟夫森結器件電磁輻射的裝置。
【背景技術】
[0002] 太赫茲（Terahertz，THz)/亞太赫茲（subterahertz，Sub_THz)波，通常是指頻率在 100GHz至ΙΟΤΗζ之間的電磁波。其中，1ΤΗζ = 1012Ηζ。在電磁頻譜中，其波段位于紅外光和微 波之間，頻譜范圍相當寬。1974年，F(xiàn)Iemmin使用邁克耳遜干涉儀檢測到包含這一頻段的頻 譜，并第一次提出"太赫茲"這一概念。
[0003] 太赫茲波在電磁波譜中占有特殊的位置，處于電子學向光子學的過渡區(qū)域。在無 線電物理領域，太赫茲波被稱為亞毫米波(submillimeter wave，簡稱為SMMW);在光子學領 域則稱之為遠紅外輻射(far infrared，簡稱為FIR)。通常，應用電子學理論研究低于太赫 茲頻段的電磁波;而應用光學理論研究頻率高于此波段的電磁波。太赫茲技術在信息通信、 物體成像、醫(yī)療診斷、衛(wèi)星通訊等諸多領域具有非常重要的應用價值，但長期以來缺乏產生 和檢測太赫茲波的有效方法，使得該波段的電磁波應用成為空白，被稱為"太赫茲空隙" ("THz Gap"）。
[0004] 由于高溫超導約瑟夫森結具有高度非線性、高分辨率和反應速率、極高的工作頻 率、低功耗、低噪聲等突出優(yōu)點成為一種全新的量子器件，獲得了廣泛的研究和應用。根據 交流約瑟夫森電壓-頻率關系fj = 2eV/h = VX483.6GHz/mV，電壓和頻率具有線性的變化關 系。當在約瑟夫森結兩端加幾毫伏的電壓，就可以得到毫米波乃至THz波電磁波輻射，同時 約瑟夫森結還具有極低的噪聲和功耗，是一種特性優(yōu)良的太赫茲波信號源，對他的研究和 開發(fā)有望填補亞太赫茲頻段電磁應用的空白。因此，很有必要研究這種器件的太赫茲電磁 輻射及其探測技術。
[0005] 雖然高溫超導約瑟夫森結(陣列）內部的太赫茲振蕩被很多理論和實驗所證實，但 是由于結器件與自由空間及外部微波電路的耦合強度太小以及阻抗不匹配，使得結陣列中 的超高頻電磁振蕩以較大的功率輻射到外部空間非常困難，因此現(xiàn)有技術中，高溫超導約 瑟夫森結器件的電磁輻射的輻射效率低，并且對于它的輻射效率的檢測也非常困難。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種探測高溫超導約瑟夫森結器件電磁 輻射效率的探測裝置。利用介質諧振器和Quasi-Optical諧振腔的共同諧振，提高高溫超導 約瑟夫森結器件電磁輻射信號耦合輸出功率。
[0007] 為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：
[0008] -種探測高溫超導約瑟夫森結器件電磁輻射的裝置，包括波導管、屏蔽筒、不銹鋼 圓筒、充有液氮的杜瓦瓶、喇叭天線、平面反射鏡和用于放置高溫超導約瑟夫森結器件的樣 品臺；所述杜瓦瓶的瓶口上蓋有一上面板，不銹鋼圓筒嵌套于杜瓦瓶內，屏蔽筒則套在不銹 鋼圓筒外;所述喇叭天線置于不銹鋼圓筒內，在喇叭天線內開有一小孔，波導管的下端與該 小孔緊密相連，且波導管的上端穿過上面板伸出杜瓦瓶外；所述樣品臺設置于不銹鋼圓筒 內并位于喇叭天線下方，所述平面反射鏡則設置于不銹鋼圓筒內并位于樣品臺下方。高溫 超導約瑟夫森結器件(樣品）由基片和集成在表面的約瑟夫森結(陣列)組成，平面反射鏡與 喇口八天線構成Quasi-Optical諧振腔，把基片作為介質諧振器，并與Quasi-Optical諧振腔 結合，借助兩個諧振器的共同作用，當兩個諧振器共同諧振時，可實現(xiàn)加強結陣列與外部檢 測電路的有效親合，提尚結器件亞太赫茲尚頻電磁福射的效率。
[0009] 為了可以調節(jié)喇叭天線伸入杜瓦瓶的長度，進而調節(jié)Quasi-Optical諧振腔的腔 長，上述方案優(yōu)選的，還包括設置于上面板上方的固定面板，該固定面板通過波導管上下調 節(jié)器連接于上面板上方，所述波導管上端穿過該固定面板。
[0010] 上述方案優(yōu)選的，所述波導管上下調節(jié)器為螺旋測微器，包括左螺旋測微器和右 螺旋測微器。
[0011] 為了可以調正高溫超導約瑟夫森結器件(樣品）在Quasi-Optical諧振腔中的位 置，上述方案優(yōu)選的，還包括連接桿和設置于上面板上方的固定面板，所述連接桿下端與樣 品臺連接，上端穿過上面板和固定面板、并通過樣品臺上下調節(jié)器與固定面板連接。
[0012] 上述方案優(yōu)選的，所述樣品臺上下調節(jié)器為樣品臺螺旋測微器。
[0013] 上述方案優(yōu)選的，所述喇叭天線的張角0:為5°~25°，喇叭天線的輸入端直徑2r為 10mm~30mm，喇機天線的輸出端直徑2R為15mm~55mm，喇機天線的長度L為30mm~60mm，喇 口八天線的壁厚為1mm~3mm。
[0014] 上述方案優(yōu)選的，所述平面反射鏡的直徑為15mm~55mm。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：
[0016] 1.喇叭天線能夠有效匯聚結器件輻射的電磁波，有利于提高約瑟夫森結器件輻射 電磁波的功率；
[00?7] 2.把基片作為介質諧振器，并與Quasi-Optical諧振腔結合，借助兩個諧振器的共 同作用，當兩個諧振器在一起諧振時，可實現(xiàn)加強結陣列與外部檢測電路的有效耦合，提高 結器件亞太赫茲高頻電磁輻射的效率；
[0018] 3.通過調節(jié)Quasi-Optical諧振腔的腔長和約瑟夫森結器件與平面鏡的位置，使 約瑟夫森結處在電場較強的位置，達到提高結器件超高頻電磁輻射效率的目的。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型裝置的結構示意圖。
[0020]圖2為本實用新型裝置的Quasi-Optical諧振腔結構示意圖。
[0021] 圖3為本實用新型裝置的Quasi-Optical諧振腔中喇叭天線的左視圖。
[0022] 圖中標號為：1、波導管;2、右螺旋測微器;3、左螺旋測微器;4、樣品臺螺旋測微器； 5、固定面板;6、上面板;7、液氮;8、屏蔽筒;9、不銹鋼圓筒；10、杜瓦瓶；11、喇叭天線；12、樣 品臺；13、平面反射鏡；
[0023] L、喇叭天線的長度，0、喇叭天線的張角，2r、喇叭天線的輸入端直徑，2R、喇叭天 線的輸出端直徑。
【具體實施