УДК: 535.231.62

Моделирование характеристик высокотемпературного сверхпроводникового болометра для абсолютных измерений синхротронного излучения

Хребтов И.А., Маляров В.Г., Иванов К.В., Хохлов Д.А., Николенко А.Д., Пиндюрин В.Ф.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Хребтов И.А., Маляров В.Г., Иванов К.В., Хохлов Д.А., Николенко А.Д., Пиндюрин В.Ф. Моделирование характеристик высокотемпературного сверхпроводникового болометра для абсолютных измерений синхротронного излучения // Оптический журнал. 2007. Т. 74. № 7. С. 51–58.

Khrebtov I.A., Malyarov V.G., Ivanov K.V., Khokhlov D.A., Nikolenko A.D., Pindyurin V.F. Modeling the responses of a high-temperature superconductor bolometer for absolute measurements of synchrotron radiation [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2007. V. 74. № 7. P. 51–58.

Ссылка на англоязычную версию:

I. A. Khrebtov, V. G. Malyarov, K. V. Ivanov, D. A. Khokhlov, A. D. Nikolenko, and V. F. Pindyurin, "Modeling the responses of a high-temperature superconductor bolometer for absolute measurements of synchrotron radiation," Journal of Optical Technology. 74 (7), 479-484 (2007). https://doi.org/10.1364/JOT.74.000479

Аннотация:

Проведено расчетное моделирование характеристик составного болометра с электрическим замещением на основе высокотемпературной сверхпроводящей пленки. Обсуждается принцип действия болометра как основного элемента абсолютного радиометра для абсолютных измерений синхротронного излучения мягкого рентгеновского диапазона 150-3000 эВ. Сделана оценка влияния различных шумовых составляющих на пороговую чувствительность болометров, работающих с положительной и отрицательной электротепловой обратной связью при изменении постоянной времени, сопротивления, типа материала подложки, размеров приемной площадки. В оптимальном варианте возможно достигнуть эквивалентной мощности шума NEP ≈ 4.10^-11 Вт/Гц^-1/2 на частоте модуляции 10 Гц и точности радиометра не хуже 1% при измерении мощности синхротронного излучения порядка 1 мкВт.

Коды OCIS: 040.0040, 340.6720

Список источников:

1. Rabus H., Persch V., Ulm G. Synchrotron-radiationoperated cryogenic electrical-substitution radiometer as the high-accuracy primary detector standard in the ultraviolet, vacuum-ultraviolet, and soft-x-ray spectral ranges // Appl. Opt. 1997. V. 36. Р. 5421-5440.

2. Rice J.P., Lorentz S.R., Dalta R.U. et al. Active cavity radiometer based on high-Tc superconductors // Metrologia. 1998. V. 35. P. 289-293.

3. Rice J.P. An electricaly substituted bolometer as a transfer - standard detector // Metrologia. 2000. V. 37. P. 433-436.

4. Khrebtov I.A., Tkachenko A.D., Ivanov K.V. et al. Absolute high-Tc superconducting radiometer with electricalsubstitution for X-rays measurements // Phys. IV France. 2002. V. 12. P. 3-137-140.

5. Lee T., Richards P.L., Nam S.W. et al. A superconducting bolometer with strong electrothermal feedback // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 69. P. 1801-1803.

6. Lee T., Gildemeister J.M., Lee S-F. et al. Voltage-biased high-Tc superconducting infrared bolometers with strong electrothermal feedback // IEEE Trans. Appl. Supercond. 1997. V. 7. P. 2378-2381.

7. Nivelle M.J.M.E de., Bruijn M.P., Vries R. de. et al. Low noise high-Tc superconducting bolometers on silicon nitride membranes for far-infrared detection // J. Appl. Phys. 1997. V. 82. P. 4719-4726.

8. Neff H., Lima A.M.N., Deep G.S. et al. Nonlinearity and electrothermal feedback of high Tc transition edge bolometers // Appl. Phys. Lett. 2000. V. 76. P. 640-642.

9. Хребтов И.А., Ткаченко А.Д., Иванов К.В., Штайнбайс Е. Исследование режима активной электротепловой отрицательной обратной связи для высокотемпературного сверхпроводникового болометра // Оптический журнал. 2001. Т. 68. № 4. С. 63-67.

10. Ivanov K., Lima A.M., Neff H. et al. Effects of electrothermal feedback effect on the operation of high-Tc superconducting bolometers of different types // Physica C. 2002. V. 372-376. P. 432-435.

11. Иванов К.В., Хребтов И.А., Ткаченко А.Д. Расчетное и экспериментальное моделирование работы высокотемпературного сверхпроводникового болометра с активной электротепловой обратной связью // Письма в ЖТФ. 2004. Т. 30. В. 9. С 57-62.

12. Khrebtov I.A. Noise properties of high temperature superconducting bolometers // Fluctuation and Noise Letters. 2002. V. 2. № 2. P. R51-R70.

13. Kiss L.B., Svedlindh P. Noise in high Tc superconductors // IEEE. Trans. Electron. Devices. 1994. V. 41. P. 2112-2122.