[發明專利]一種使用高溫超導YBCO雙晶結探測高溫超導BSCCO太赫茲輻射的裝置

無效

• 申請號: 201310067215.0
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103175609A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 許偉偉;安德越;郁梅;王華兵;孫國柱;吳培亨
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 邱興天

技術領域

本發明涉及高溫超導YBCO雙晶結太赫茲探測器和高溫超導BSCCO太赫茲源相關技術，具體涉及一種使用高溫超導YBCO雙晶結探測高溫超導BSCCO太赫茲輻射的裝置。

背景技術

YBa₂Cu₃O₇（YBCO）雙晶結是利用在雙晶襯底上外延生長高溫超導薄膜（YBCO材料），利用人工晶界而構成的弱連接結。它是一種Josephson結，其IV曲線滿足Josephson效應，可以用來做為探測太赫茲波的探測器。與其它高溫超導薄膜結相比，雙晶襯底已經商品化，YBCO薄膜的生長工藝也已十分成熟，且雙晶結制備工藝比較簡單，結特性一致性好，成品率高，重復性好，結太赫茲頻率響應高，被廣泛應用。

Bi₂Sr₂CaCu₂O₈（BSCCO）亦是一種高溫超導材料，利用其制備的本征Josephson結（IJJ）可以輻射太赫茲波，該技術在近些年內獲得了十分的發展，目前其在4π空間的推算功率已經大于30μW，頻率最高到達2.5THz，目前該技術已經可以在某些領域應用。

高溫超導YBCO雙晶結用作太赫茲探測器，具有噪聲低、響應快、靈敏度高、精度高、響應頻率高、工作溫度高等優點。高溫超導BSCCO本征Josephson結做為太赫茲源，其輻射具有頻率可調范圍大、射線純度高、穩定等特點。所以如果能夠將兩者結合，也許可以使用BSCCO做為本振，而使用YBCO做為混頻器，最終制備出集成了本振的高溫超導太赫茲探測器。做為該集成探測器的第一步，首先需要使用YBCO成功探測到BSCCO輻射出太赫茲波，而目前國際上尚沒有該方向的相關報道。

發明內容

發明目的：針對技術空白，本發明的目的是提供一種使用高溫超導YBCO雙晶結探測高溫超導BSCCO太赫茲輻射的裝置，以期實現使用高溫超導YBCO雙晶結對高溫超導BSCCO太赫茲輻射的探測。

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種使用高溫超導YBCO雙晶結探測高溫超導BSCCO太赫茲輻射的裝置，其特征在于：包括相互連接的主體一和主體二，分別在所述主體一和主體二的對應位置設穿孔；在所述的穿孔內設超半球硅透鏡一和超半球硅透鏡二；待測BSCCO設在超半球硅透鏡一外側，并確保BSCCO結對準超半球硅透鏡一的中心位置；待測YBCO設在超半球硅透鏡二外側，并確保YBCO結對準超半球硅透鏡二的中心位置。

所述的超半球硅透鏡一和超半球硅透鏡二均通過低溫導熱粘合劑固定在穿孔內。

所述的主體一和主體二均由紫銅加工、表面電鍍金做成。

所述的超半球硅透鏡一和超半球硅透鏡二共中軸線且球面相對。

本發明的裝置，將做為接收機的YBCO雙晶結和做為發射源的BSCCO集成在該裝置上，只需要一臺制冷機便完成測試，簡化測試過程。使用兩個對稱的超半球透鏡球面相對的方式，使得發射端和接收端都精準聚焦，從而大大增強輻射到接收機上的輻射功率。?實驗中利用此測試方法，在25K溫度下使用YBCO雙晶結探測BSCCO的太赫茲輻射，YBCO的IV曲線上最多出現7次夏皮羅臺階，為今后實現集成本振的超導太赫茲接收機等應用奠定了基礎，可見該發明具有良好的應用開發前景。

有益效果：本發明的裝置，結構簡單，設計巧妙，從發射端BSCCO輻射出來擴散的太赫茲輻射經過超半球硅透鏡后變為平行光，平行光又通過另一個相同的超半球硅透鏡聚焦到YBCO上，這樣發射端和接收端的輻射都是聚焦的，且兩個透鏡距離很近（約2mm），最大程度上減少輻射的損失。使用本發明的裝置，可以成功使用高溫超導YBCO雙晶結探測到了來自BSCCO的太赫茲輻射。為今后研制集成了本振的高溫超導YBCO太赫茲探測器打下基礎。

附圖說明

圖1是使用高溫超導YBCO雙晶結探測高溫超導BSCCO太赫茲輻射的裝置的結構示意圖；

圖2是圖1的側視圖；

圖3承載BSCCO主體一的結構示意圖；

圖4是承載YBCO主體二的結構示意圖；

圖5是使用本發明的裝置的測量效果示意圖；

圖6是使用本發明的裝置進行實驗測到的YBCO的IV曲線圖；

圖7是超半球硅透鏡的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的說明。