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毫米波和亚毫米波技术实验室(院重点实验室)

中科院紫金山天文台毫米波和亚毫米波技术实验室主要从事超高灵敏度太赫兹超导探测器技术研究及在天文、大气等领域的科学应用,具备从超导探测器件物理研究、芯片设计及制备到太赫兹超导接收机系统集成的完整能力。该实验室主持研制了我国第一台毫米波超导SIS接收机、3mm波段多谱线接收系统、以及射电多波束接收机“超导成像频谱仪”,并成功应用于我国13.7米毫米波望远镜。此外,还主持及参与了SMA亚毫米波阵(与台湾ASIAA合作)和ALMA(日本NAOJ)等国际大科学工程的重点波段超导接收机的研发。近年来,在太赫兹超导相干探测器(混频器)方面的主要研究成果包括:发展了可在更高频率及温区工作的氮化铌(NbN)超导隧道结混频器技术,首次实现天文观测应用,被认为是超导混频领域的重要里程碑;发展了NbN太赫兹超导热电子混频器技术以及与太赫兹量子级联激光器集成技术,实现国际最高探测频率与灵敏度。2012年起,受基金委国家重大科研仪器设备研制专项的支持,开展了目前国际前沿的太赫兹超导非相干探测器技术研究及太赫兹波段超导阵列成像系统(TeSIA)研制。基于TiNbSi超导薄膜的TES探测器在0.3K温区灵敏度(NEP)已优于10-16W/Hz0.5,基于TiN超导薄膜的MKIDs探测器阵列已达到1024像元的规模,并形成系统原理样机。 

中科院紫金山天文台毫米波和亚毫米波技术实验室具备太赫兹超导探测器设计、制备与测试平台,包括超导芯片制备超净室及成膜、光刻、表征等配套设备;超导芯片切割、研磨抛光机和超声点焊机等芯片处理设备;4K闭合循环制冷机、液氦冷却红外测试杜瓦以及亚K吸附制冷装置等低温测试环境;多个波段的固态和真空太赫兹信号源;近场波束测量系统;FTSTDS谱仪器;网络分析仪、毫米波频率计、毫米波功率计、频谱分析仪等基本微波测试设备;超导探测器设计及特仿真软件。

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