| Название НИОКТР |
Развитие технологии пироэлектрических фотоприемников для широкополосной и спектральноселективной регистрации излучения в терагерцевом диапазоне частот
|
| Аннотация |
В настоящее время для терагерцевого (ТГц) диапазона частот электромагнитного спектра (0.1 – 10 ТГц) разработаны
различные типы приемников излучения. К ним относятся криогенные болометры, детекторы на диодах Шоттки и
полевых транзисторах, полупроводниковые антенны и нелинейные кристаллы (использующиеся в импульсных ТГц
спектрометрах), оптоакустические ячейки Голея, а также пироэлектрические приемники. Указанные приемники
различаются по чувствительности, быстродействию, условиям эксплуатации, габаритам и стоимости. Выбор приемника
определяется задачами, которые требуется решать в той или иной ТГц технологии. Среди различных фотоприемных
ТГц устройств, наиболее перспективными с точки зрения их массового промышленного производства и последующего
использования на практике являются неохлаждаемые приемники пироэлектрического типа. Последние обладают
достаточно высоким быстродействием (~1-10 мс), компактностью, дешевизной, однако, как правило, значительно
уступают по чувствительности в ТГц диапазоне другим типам приемников, что ограничивает область их применения.
Кроме того, многие выпускаемые дискретные пироприемники имеют достаточно малую фотоприемную площадку (1-10
мм2), что осложняет их использование при работе с ТГц пучками (которые имеют типичный диаметр не менее 10 мм) и
дополнительно понижает чувствительность регистрации.
Оптимизация чувствительности пироприемников под тот или иной спектральный поддиапазон связана в основном с
величиной коэффициента поглощения падающего на датчик излучения, теплоёмкостью поглощающих и
пироэлектрического слоёв, а также оптического схемой ввода излучения в детектор (оптические фильтры, оптические
преобразователи). В большинстве пироприемников поглощение излучения происходит в тонком слое резистивных
(электропроводящих) электродов, нанесенных на пироэлектрический кристалл. Согласно электродинамике проводящих
пленок, увеличить их коэффициент поглощения в ТГц диапазоне спектра, а также минимизировать интерференцию ТГц
излучения в пироэлектрическом кристалле для равномерности спектральной чувствительности пиродетектора можно,
оптимизировав толщину и электрическую проводимость напыляемого проводника. в то время как увеличить
эффективность доставки ТГц излучения к фотоприемному элементу можно за счёт подбора подходящего материала,
толщины и профиля входного окна приемника. Отметим также, что потенциально ещё большее увеличение
чувствительности пиродетектирования возможно при интеграции с пироплёнкой тонких резонансно-поглощающих
метаструктур, которые позволяют реализовать полное (100%) поглощение ТГц излучения на заданной длине волны
и/или заданной линейной поляризации. Данный режим особенно интересен для практических задач, когда помимо
измерения падающей мощности требуется знание спектра и эллипса поляризации ТГц излучения.
Настоящий проект ориентирован на решение проблемы повышения чувствительности пироэлектрического детектирования в ТГц диапазоне спектра, а также расширения функциональных возможностей существующих
пиродетекторов для измерения спектра и состояния эллипса поляризации пучков ТГц излучения. Помимо оптимизации
входной оптической системы пироприемника для увеличения его эффективной входной апертуры, в проекте будут
теоретически найдены и экспериментально реализованы оптимальные условия для поглощающего
фоточувствительного слоя пиродетектора в режиме широкополосного поглощения, а также спектрально-селективного
поглощения с поляризационным разрешением с практической демонстрацией многоканального
спектрополяриметрического пиродетекторного модуля. Для характеризации тонких (толщиной порядка 1 мкм)
пироэлектрических пленок в высокочастотной области ТГц свпектра (0.8-6 ТГц) впервые будет применен недавно
разработанный научной группой метод ТГц поверхностной плазмонной рефрактометрии.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-04-30
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
25-22-20008
|
| Дата контракта |
2025-04-30
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
53.082.5
|
| Количество просмотров |
8
|
| Руководитель работы |
Герасимов Василий Валерьевич
|
| Руководитель организации |
Федорук Михаил Петрович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-07-24 06:09:57 UTC, 2025-07-24 06:09:57 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области физики
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
метаповерхности; металлические пленки; Терагерцевый частотный диапазон; детекторы ТГц излучения; пироэлектрические приемники; селективные поглотители; малоразмерные линзы; микропотоки; многоканальные детектирующие системы
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.31.29 - Формирование оптического изображения. Оптические приборы и оптические методы измерений; 29.03.31 - Оптические методы измерения в физическом эксперименте
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Оптика (включая лазерную оптику и квантовую оптику)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
