有機ナノデバイス研究グループ:Abstract

3THz 低雑音HEBミキサの開発
Development of a 3THz Low Noise HEB mixer


Irimajiri Yoshihisa, Kawakami Akira, Morohashi Isao, Nagano Shigeo,
Kumagai Motohiro, Sekine Norihiko, Ochiai Satoshi, Tanaka Shukichi,
Hanado Yuko, Hosako Iwao, Yasui Motoaki


Abstract:

地球大気や天体観測などへの応用を目的として、3THz帯の高感度ヘテロダイン受信機の開発を行っている。スパイラル(またはログペリ)アンテナを持つNbN HEBM(ホットエレクトロンボロメータミキサ)、局部発振器としての~3.09THz THz-QCL(量子カスケードレーザー)をNICTにおいて作成している。これまでにDSB受信機雑音温度として約2800K(量子限界の約19倍)以下が達成されており、VDIの3THzソースとのビート信号の検出にも成功している。THz-QCLのフェーズロックにTHz-combを用いる。

We are developing a hot electron bolometer (HEB) mixer at 3THz band for atmospheric or astronomical research. NbN HEB mixer with planar (spiral or log-periodic) antenna is fabricated in our laboratory. The device is installed into a quasi-optical mixer mount with AR coated high resistivity (10kΩ/cm) Si lens. THz-QCL (quantum cascade laser) is used as a local oscillator for heterodyne receivers. Metal-Metal waveguide type THz-QCL which generates ~3.09THz is also fabricated in our laboratory. DSB receiver noise temperature is measured to be ~2800K which is around 19 times of quantum limit. We have successfully detected beat signal using VDI 3THz source. We consider THz-comb as a reference source for phase-locking of the THz-QCL.