Лекция 9 Электродинамика слабых сверхпроводящих связей.Генерация, преобразование, детектирование электромагнитных волн слабыми сверхпроводящими связями. - презентация

1 Лекция 9 Электродинамика слабых сверхпроводящих связей.Генерация, преобразование, детектирование электромагнитных волн слабыми сверхпроводящими связями

2 Генерация электромагнитного излучения Частота генерации. 1. Мы знаем:f= /2 =2eV/h. Здесь V - среднее напряжение на контакте. 2. f/V 483 МГц/мкВ. Если V=1 мкВ, то f=483 МГц. При V~20 мкВ f~10 ГГц ( ~3 см, СВЧ)

3 Генерация электромагнитного излучения Достоинства Джозефсоновского генератора. 1. Генератор, перестраиваемый с помощью напряжения, т.е. очень просто. 2. Отсутствие какого-либо порога самовозбуждения: контакт просто не может не генерировать, если на нем V Простота приготовления активных элементов. 4. Очень широкий частотный диапазон

4 Генерация электромагнитного излучения Недостатки 1. Большая ширина линии генерации. 2. Малая мощность излучения. Об этом ниже Верхний предел частоты. ħ =2, после чего начинается спад мощности генерации (но не резко). Это мм (субмиллиметровая область) в обычных сверхпроводниках, 0.01 мм = 10 мкм в ВТСП

5 Генерация электромагнитного излучения Ширина полосы излучения. 1. Конечная ширина линии излучения Джозефсоновского перехода образуется из-за низкочастотных флуктуаций напряжения, независимо от их происхождения. Действительно, ħ =2eV, поэтому ~ V. 2. Если шум «белый» (тепловой, такой шум минимален, нет помех, I c 0), то ширина полосы излучения (без вывода): Здесь R – сопротивление перехода Джозефсона в нормальном состоянии, R d – динамическое сопротивление, Т – температура

6 Преобразователи частоты на основе эффекта Джозефсона Смешение излучений разных частот Лонгакр и Шапиро смешивали два излучения с частотами 1 =75 ГГц, 2 =20 ГГц. Измеряли dV/dI от V

7 Преобразователи частоты на основе эффекта Джозефсона

8 Детектирование электромагнитного излучения с помощью СП слабых связей Детектирование излучения с известной частотой ω

9 Детектирование электромагнитного излучения с помощью СП слабых связей Детектирование излучения с известной частотой ω

10 Детектирование электромагнитного излучения с помощью СП слабых связей Детектирование некогерентного излучения

11 Детектирование электромагнитного излучения с помощью СП слабых связей Возникает V сигн. Большое. Его измеряют, модулируя излучение с низкой частотой (например, механическим прерывателем)

12 Детектирование электромагнитного излучения с помощью СП слабых связей ВАХ

13 Детектирование электромагнитного излучения с помощью СП слабых связей ВАХ