JP2013122451A - テラヘルツ領域の電磁放射線のボロメータ検出器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】支持体上に懸架された少なくとも1つのボロメータマイクロブリッジを含む、テラヘルツ電磁放射線のボロメータ検出器。マイクロブリッジは、アンテナの少なくとも1つの対を含む、電磁放射線を収集するための放射線収集手段と、各アンテナと抵抗結合する個別抵抗性負荷を含む、収集手段と抵抗結合する抵抗手段と、収集手段および抵抗手段から電気絶縁された、抵抗手段と熱的に結合する温度測定手段とを含む。
【選択図】なし
Description
テラヘルツ領域における検出により、X線によっても超音波によっても提供することができない、解剖学的構造の詳細およびそのレベルで起こる化学反応にアクセスできるようにする医学診断。
識別可能にする、対ステルスレーダまたは高分解能レーダの形成などの軍事分野および航空安全。
大気汚染の研究および検出、すなわち大気化学に関する重要な情報を実際に提供し、したがって、遠赤外線の高い吸収線により従来技法を用いて検出するのが難しい、例えば三酸化窒素などの大気汚染の最上の追跡を可能にする、サブミリ波の観測。
化学種、例えば、いくつかの爆発物および有毒生成物、果実の熟成から生じるいくつかの化合物、またはさらに工業燃焼から生じるいくつかの化合物などの、確実な検出を可能にすることが十分明白である、テラヘルツ領域における特性を有する多くの複雑な化合物の特定。
分子または原子の現象の分析、すなわち光励起、光解離、および溶媒和などのメカニズムに関する新情報を得ることを可能にするテラヘルツ分光分析。同じことは、分子相互作用(分子または水素結合の振動状態など)、凝相系、ペプチドおよび蛋白質などの大きい分子の動的プロセスの分析、またはテラヘルツ放射線に基づく技法による高分子の幾何学的配向の観測に当てはまる。
移動性、超高速キャリアの動力学およびキャリア・フォノン間の相互作用、超電導体、高分子、セラミック、有機材料、および多孔材料などを非破壊的に特定する、半導体などの材料の特性の研究。さらに、テラヘルツ領域では、プラスチック、紙、および繊維などの材料は、透過的であり、反対に、金属は完全な反射体であり、水は高い吸収力を有する。したがって、特に、この領域における検出は、梱包製品の検査、または製造プロセスの実時間現場制御に十分適合する。
広帯域通信、すなわち、地上レベルおよび衛星間における、常に高くなるデータ流量の競争であり、現在は数百ギガヘルツ、またはさらに近い将来には数テラヘルツに達する周波数で動作するシステムを開発するように製造者は求められる。
電磁放射線を収集するための放射線収集手段と、
前記収集手段により収集された電磁出力を熱出力に変換するために収集手段と抵抗結合する抵抗手段と、
抵抗手段が発生した熱出力の効果の下で加熱するために抵抗手段と熱的に結合する温度測定手段と
を含む、ボロメータ検出器を目的とする。
収集手段は、
第1の偏光軸による放射線を収集することができる第1のアンテナと、
第1の偏光軸と異なる第2の偏光軸による放射線を収集することができる第2のアンテナと
を有する少なくとも1対のアンテナを含み、
抵抗手段は、各アンテナと抵抗結合する個別の抵抗性負荷を含み、
温度測定手段は、収集手段および抵抗手段から電気絶縁される。
λは、例えばこの領域の中心波長である、検出器動作領域からの波長である。
102 支持体
104 マイクロブリッジ
106 固定爪
108 断熱アーム
110 電気絶縁体層
112 アンテナ
114 抵抗性負荷
116 電気絶縁体層
118 温度測定素子
130 犠牲層
Claims (10)
- 支持体および断熱アーム(106、108)により支持体(102)上に懸架された、少なくとも1つのボロメータマイクロブリッジ(104)を含む、テラヘルツ電磁放射線のボロメータ検出器であって、前記マイクロブリッジは、
前記電磁放射線を収集するための放射線収集手段(112)と、
前記収集手段により収集された電磁出力を熱出力に変換するために前記収集手段と抵抗結合する抵抗手段(114)と、
前記抵抗手段が発生した前記熱出力の効果の下で加熱するために前記抵抗手段と熱的に結合する温度測定手段(118)と
を含む、ボロメータ検出器において、
前記収集手段(112)は、
第1の偏光軸による前記放射線を収集することができる第1のアンテナ(112a、112c)と、
前記第1の偏光軸と異なる第2の偏光軸による前記放射線を収集することができる第2のアンテナ(112b、112d)と
を有する少なくとも1対のアンテナ(112a、112b、112c、112d)を含み、
前記抵抗手段(114)は、各アンテナ(112a、112b、112c、112d)と抵抗結合する個別の抵抗性負荷(114a、114b、114c、114d)を含み、
前記温度測定手段(118)は、前記収集手段(112)および前記抵抗手段(114)から電気絶縁されることを特徴とする、ボロメータ検出器。 - 前記第1のアンテナ(112a、112c)および前記第2のアンテナ(112b、112d)は、ワイヤダイポール型のアンテナであることを特徴とする、請求項1に記載のボロメータ検出器。
- 前記第1のアンテナ(112a、112c)および前記第2のアンテナ(112b、112d)は、互いに電気接触していることを特徴とする、請求項1または2に記載のボロメータ検出器。
- 前記第1のアンテナ(112a、112c)および前記第2のアンテナ(112b、112d)はそれぞれ、抵抗性負荷と接触する2つの部分を含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のボロメータ検出器。
- 各抵抗性負荷(114a、114b、114c、114d)は、それが前記アンテナの共振周波数において結合する前記アンテナ(112a、112b、112c、112d)のインピーダンスの値に実質的に等しい抵抗値を有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のボロメータ検出器。
- それぞれの偏光軸に沿った前記第1および第2のアンテナ(112a、112b、112c、112d)の長さは、実質的に等しいことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のボロメータ検出器。
- 前記マイクロブリッジ(104)は、前記アーム(106、108)により前記支持体上に懸架された膜を含み、前記断熱アーム(108)と交差しない、偏光軸を有する少なくとも1つのアンテナ(112b、112d)は、前記膜の外側に延びる部分を含むことを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載のボロメータ検出器。
- 前記第1および前記第2のアンテナ(112a、112b、112c、112d)はそれぞれ、抵抗層(114a、114b、114c、114d)上に堆積し、アンテナ、および上にアンテナが堆積される前記抵抗層は、電気絶縁材料(116)内に封入され、前記温度測定手段(118)は、前記絶縁封入材料(116)上に堆積される温度測定材料素子を含むことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のボロメータ検出器。
- 前記マイクロブリッジ(104)は、2対のアンテナを含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のボロメータ検出器。
- 前記第1および第2の偏光軸は、直交することを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載のボロメータ検出器。
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