用于球载远红外光谱的铝 LEKID 研制

我们正在研制集总元件动力学电感探测器 (LEKID)，旨在实现平流层气球上远红外 (FIR) 光谱的背景极限灵敏度。用于远红外探测的 Spectroscopic Terahertz Airborne Receiver for Far-InfraRed Exploration (STARFIRE) 将通过观测 $z=0.5-1.5$ 处的 [CII] 158 $\mu$m 及其他原子精细结构跃迁来研究尘埃星系的演化，既包括了对单个亮红外星系的直接观测，也包括利用谱线强度映射技术的盲巡天。该光谱仪将需要大阵列 ($\sim$1800 探测器) 的双偏振敏感探测器，其 NEP 为 $1 \times 10^{-17}$ W Hz$^{-1/2}$。低体积 LEKID 由单层铝 (厚 20 nm) 沉积于晶体硅片上制成，谐振频率为 $100-250$ MHz。电感器为单弯曲线，线宽 0.4 $\mu$m，以栅格图形化以吸收双偏振的光功率。该弯曲线耦合至由锥形馈源喇叭馈电的圆形波导。小型阵列原型的初步测试显示了良好的成品率，以及 $4 \times 10^{-18}$ W Hz$^{-1/2}$ 的中值 NEP。