Сверхпроводящий болометрический детектор с высокочастотным считыванием при температуре 400 mK

Впервые продемонстрировано детектирование терагерцового оптического сигнала с помощью болометрического детектора с планарным резонатором из ниобия, нагруженного микромостиком из гафния, с использованием нелинейности импеданса электронного газа на частоте 1.5 GHz вблизи критической температуры микромостика. Температура электронного газа смещалась током резонатора, а сверхпроводящий переход микромостика происходил под действием терагерцового сигнала. Тестовый термодинамический сигнал от тонкопленочного поглотителя Fe–Cr–Ni, нагретого в диапазоне 1–10 K, фокусировался с расстояния 10 mm иммерсионной линзой из сапфира на планарную антенну, согласованную с микромостиком в диапазоне 600–700 GHz. Измеренный коэффициент передачи мощности болометра составил +5.5 dB при мощности насыщения $\sim$ 1 pW и пороговой чувствительности приемной системы (3 $\pm$ 1) $\cdot$ 10$^{-17}$ W/$\sqrt{(\mathrm{Hz})}$, что близко к теоретическим значениям для исследованного мостика размером 2.5 $\times$ 2.5 $\times$ 0.08 $\mu$m. Испытанный детектор может быть использован для создания изображающих терагерцовых матриц с частотным мультиплексированием в криостатах сорбционного типа.