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1、上海師范大學碩士學位論文學校代碼：10270分類號：學號：152200695碩士學位論文太赫茲超導隧道結(jié)混頻器特性研究學院：數(shù)理學院專業(yè)：天體物理研究方向：天文技術(shù)與方法研究生姓名：宿川指導教師：姚騎均研究員完成日期:2018年5月22日I上海師范大學碩士學位論文II上海師范大學碩士學位論文摘要超導隧道結(jié)(SIS)因其極高的探測靈敏度已經(jīng)成為太赫茲天文探測領(lǐng)域最重要的探測器之一。得益于先進的薄膜制備工藝，在低頻段超導隧道結(jié)性能已經(jīng)接近量子噪聲極限。在地面影響探測性能的主要因素是地球大氣的吸收與發(fā)射，
2、尤其是水汽的影響最大。南極內(nèi)陸和空間觀測是減小和突破大氣限制的兩種有效方式，然而這樣極端環(huán)境下往往面臨能源和可靠性等問題。為了解決這些問題，寄希望于研制較高工作溫區(qū)的SIS探測器，一方面既能緩解對制冷系統(tǒng)的要求，同時又能實現(xiàn)優(yōu)異的性能。此外，盡管目前國際空間太赫茲天文與大氣觀測已經(jīng)部署了大量先進的儀器設(shè)備，但我國太赫茲天文設(shè)備整體投入較晚，目前仍然緊缺先進的太赫茲天文與大氣觀測裝置，嚴重限制了我國太赫茲天文學與大氣科學的發(fā)展。為此，本論文將重點圍繞以下幾點展開：1）太赫茲超導輻射波譜儀的系統(tǒng)測試，以
3、熟悉和了解大氣科學對太赫茲接收系統(tǒng)的技術(shù)要求；2）8K溫區(qū)快速測試杜瓦的搭建以及光路設(shè)計與仿真，以為高臨界溫度超導隧道結(jié)（SIS）探測器實驗測量做準備；3）用單粒子束輻照實驗?zāi)M宇宙空間粒子環(huán)境研究高能粒子對全NbNSIS結(jié)性能的影響。本論文參與測試的太赫茲大氣超導輻射波譜儀目前已運行于我國西藏羊八井觀測站。模擬宇宙空間粒子環(huán)境的單粒子束輻照實驗，將為我國未來的空間太赫茲探測可行性與可靠性研究奠定了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵字：太赫茲；超導隧道結(jié)；空間探測III上海師范大學碩士學位論文IV上海師范大學碩士學位
4、論文AbstractSIS(Superconductor-Insulator-Superconductor)mixerhasbecomeoneofthemostimportantdetectorsintheterahertzastronomicalexplorationfieldsduetoitsultra-highsensitivity.Thankstotheadvancedthin-filmfabrication,superconductingSISmixershavereachedasensi
5、tivityclosetoquantumlimitatthelowterahertzfrequencyband.Themainfactoraffectingthedetectionperformanceonthegroundistheabsorptionandreflectionoftheearth’ssurroundings,especiallytheinfluenceofwatervapor.Antarcticandspaceobservationsaretwoeffectivewaystore
6、duceorbreakthroughatmosphericconstraints.However,suchextremeenvironmentsoftenfaceproblemssuchaslackofpowersupplyandreliability.Inordertosolvetheseproblems,itishopedthatnewSISmixerscapableofoperatinginarelativelyhightemperatureregioncanbedevelopedsoasto
7、relievethepressureofrefrigerationequipmentandachieveexcellentperformanceatthesametime.Inaddition,alargenumberofadvancedinstrumentsandequipmenthavebeendeployedinterrestrialastronomicalandatmosphericobservatories,andthecurrentlackofadvancedterahertzastro
8、nomicalandatmosphericobservationinstrumentsseverelylimitsterahertzastronomyandatmosphericsciencedevelopinginChina.Therefore,thispaperwillfocusonthefollowingpoints:1)TestofAPSOSsystemtofamiliarizewithandunderstandthetechnicalrequirements
