Detektor indukcyjności kinetycznej

Chip zawierający aluminiowe detektory indukcyjności kinetycznej z absorberami cynowymi . Źródło obrazu: Argonne National Lab .

Detektor indukcyjności kinetycznej (KID) — znany również jako mikrofalowy detektor indukcyjności kinetycznej (MKID) — jest rodzajem nadprzewodzącego detektora fotonów opracowanego po raz pierwszy przez naukowców z California Institute of Technology i Jet Propulsion Laboratory w 2003 r. Urządzenia te działają w kriogenicznej temperatury, zwykle poniżej 1 kelwina . Są opracowywane z myślą o wysokiej czułości astronomicznego w zakresie częstotliwości od dalekiej podczerwieni do promienie rentgenowskie .

Zasada działania

Fotony padające na pasek materiału nadprzewodzącego rozbijają pary Coopera i tworzą nadmiarowe kwazicząstki . Indukcyjność kinetyczna paska nadprzewodzącego jest odwrotnie proporcjonalna do gęstości par Coopera, a zatem indukcyjność kinetyczna wzrasta po absorpcji fotonu. Ta indukcyjność jest połączona z kondensatorem, tworząc rezonator mikrofalowy którego częstotliwość rezonansowa zmienia się wraz z pochłanianiem fotonów. Ten odczyt oparty na rezonatorze jest przydatny przy opracowywaniu wielkoformatowych układów detektorów, ponieważ każdy KID może być adresowany za pomocą pojedynczego tonu mikrofalowego, a wiele detektorów można mierzyć za pomocą pojedynczego szerokopasmowego kanału mikrofalowego, techniki znanej jako multipleksowanie z podziałem częstotliwości .

Aplikacje

KID są opracowywane do szeregu zastosowań astronomicznych , w tym do wykrywania fal milimetrowych i submilimetrowych w Obserwatorium Submilimetrowym Caltech , Atacama Pathfinder Experiment (APEX) w Obserwatorium Llano de Chajnantor , Obserwatorium CCAT oraz 30-metrowy teleskop IRAM. Są one również opracowywane do wykrywania optycznego i bliskiej podczerwieni w Obserwatorium Palomar . Ponieważ ich zdolność do multipleksowania z podziałem częstotliwości pozwala KID-om osiągnąć małe rozmiary pakietów detektorów, KID zyskały również popularność w astrofizyce balonów powietrznych jako bardziej kompaktowa i mniej masywna alternatywa dla czujników krawędzi przejściowych .

Zobacz też

• Indukcyjność kinetyczna
• Detektory cząstek kriogenicznych

Linki zewnętrzne

• Witryna SRON poświęcona detektorom indukcyjności kinetycznej
• Grupa badawcza prof. B. Mazina z UC Santa Barbara
• Film na YouTube na temat indukcyjności kinetycznej z MIT
•   Champlin, KS; Armstrong, DB; Gunderson, PD (1964). „Bezwładność nośnika ładunku w półprzewodnikach”. Obrady IEEE . Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE). 52 (6): 677–685. doi : 10.1109/proc.1964.3049 . ISSN 0018-9219 .