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液氮环境下的热载流子高功率微波探测器

晏峰 杨猛 刘敏 刘小龙 刘敬 熊正锋 刘瑛

晏峰, 杨猛, 刘敏, 等. 液氮环境下的热载流子高功率微波探测器[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 043003. doi: 10.11884/HPLPB201830.170460
引用本文: 晏峰, 杨猛, 刘敏, 等. 液氮环境下的热载流子高功率微波探测器[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 043003. doi: 10.11884/HPLPB201830.170460
Yan Feng, Yang Meng, Liu Min, et al. High power microwave hot-carriers detector in liquid nitrogen[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 043003. doi: 10.11884/HPLPB201830.170460
Citation: Yan Feng, Yang Meng, Liu Min, et al. High power microwave hot-carriers detector in liquid nitrogen[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 043003. doi: 10.11884/HPLPB201830.170460

液氮环境下的热载流子高功率微波探测器

doi: 10.11884/HPLPB201830.170460
基金项目: 国家高技术发展计划项目
详细信息
    作者简介:

    晏峰(1982—), 男,硕士,助理研究员,从事高功率微波测量技术研究; yanfeng224@126.com

  • 中图分类号: TN98;TN305

High power microwave hot-carriers detector in liquid nitrogen

  • 摘要: 为提高热载流子高功率微波探测器的灵敏度和降低环境温度对探测器性能的影响,开展了液氮环境下的热载流子探测器研究。提出了局部使用可阀合金块的BJ-100型热载流子探测器制作工艺,增强了探测器的抗温度冲击能力。测试结果表明,探测器硅片焊接的结合力大于4.9 N,能够承受从常温到液氮的反复温度冲击。利用100 kW微波源开展了热载流子探测器在室温和液氮环境下的灵敏度测试实验,结果表明:探测器输出波形与肖特基二极管检波器输出波形一致;在保持偏置电流相同的条件下,相较于常温环境,探测器在液氮环境下的相对灵敏度提升约20倍,输出电压可达V级。
  • 图  1  高功率微波探测器示意图

    Figure  1.  Diagram of high power microwave detector

    图  2  探测器断面形貌

    Figure  2.  View of HPM detector's section

    图  3  探测器照片

    Figure  3.  Photo of HPM detector

    图  4  探测器结合力实验

    Figure  4.  Binding force test of HPM detector

    图  5  探测器阻抗变化测试

    Figure  5.  Impedance measurement of HPM detector

    图  6  高功率微波探测器实验系统组成

    Figure  6.  Measurement set-up of HPM detector

    图  7  不同温度条件的探测器灵敏度

    Figure  7.  Sensitivity curve of detector at different temperature

    图  8  探测器与检波器测量波形比较

    Figure  8.  Microwave pulse waveforms measured by HPM detector and Schottky detector

    表  1  热膨胀系数比较

    Table  1.   Coefficient of heat expansion at 25 ℃

    material coefficient of thermal expansion/(10-6 K-1)
    copper 16.5
    brass 18
    Kovar alloy 5~6
    Si 2.7
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-13
  • 修回日期:  2017-12-10
  • 刊出日期:  2018-04-15

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