微波动感电感探测器的两能级系统噪声降低
仪器与探测器
2012-06-27 v1 超导电性
摘要
噪声性能是任何探测器最关键的方面之一。超导微波动感电感探测器（MKID）存在一种“额外”的频率噪声，表现为共振频率的微小时间相关抖动，其特征由以Hz^2/Hz为单位的频率噪声功率谱衡量。近期研究表明，这种噪声几乎肯定源于金属化层或衬底上的两能级系统（TLS）缺陷表面层。这些TLS的涨落通过TLS电偶极矩与谐振器电场的耦合，在谐振器中引入噪声。受该噪声机制半经验定量理论的启发，我们设计并测试了新的谐振器几何结构，其中CPW谐振器的高场“电容”部分被替换为指间电容（IDC）结构，其电极间距为10-20微米，而我们更传统的CPW谐振器使用的间距为2微米。测量表明，这种新的IDC设计具有显著更低的TLS噪声，目前频率噪声功率谱降低了约29倍，对应的NEP改善了约29^(1/2)倍。这些新器件正在取代我们为MKIDCam进行的下一轮设计迭代中的CPW谐振器。将讨论未来降低TLS噪声的机会和前景。
引用
@article{arxiv.0909.2060,
title = {Two-level system noise reduction for Microwave Kinetic Inductance Detectors},
author = {Omid Noroozian and Jiansong Gao and Jonas Zmuidzinas and Henry G. LeDuc and Benjamin A. Mazin},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.2060},
year = {2012}
}
备注
4 pages, 5 figures, Proceedings of the 13th International Workshop on Low Temperature Detectors, Stanford July 20-24, 2009