芬蘭開發(fā)出新型微波探測器 能量分辨率破世界紀錄

　　芬蘭研究人員日前在微波探測領(lǐng)域創(chuàng)造了新的世界紀錄。來自阿爾托大學(xué)量子計算和設(shè)備的研究小組成功開發(fā)出一種新型部分超導(dǎo)微波探測器，將熱光電探測的能量分辨率較此前的世界記錄提高了14倍。這種體積比單個人類血細胞還小的探測器，將顯著推動超靈敏相機以及量子計算機配件的開發(fā)。　

　　這種新型探測器由超導(dǎo)鋁的微小碎片和一條納米金線組成，工作溫度為絕對零度的百分之一度，在這樣的低溫下熱干擾是及其微弱的，研究小組成功檢測到大小僅為一個介焦（為10的負21次方焦耳）的能量包，即將一個紅細胞移動一納米所需要的能量。

　　該探測器的研發(fā)關(guān)鍵主要體現(xiàn)在兩個方面，一是創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以同時保證入射光子的高效吸收和測量讀數(shù)的高敏感性。二是對微小能量包所產(chǎn)生的信號進行有效放大。研究團隊通過正反饋法實現(xiàn)了利用外部能量源對吸收光子所引起的溫度變化進行放大。

　　現(xiàn)有超導(dǎo)技術(shù)可以生產(chǎn)單一微波光子，而對這樣的旅行光子進行有效探測是一項重要挑戰(zhàn)，芬蘭的研究成果是利用熱探測解決這個問題的一次飛躍。此外，探測器越小，可探測的信號越多，而且大規(guī)模生產(chǎn)的成本就越低。

　　相關(guān)研究論文“利用電熱反饋在臨近誘導(dǎo)的約瑟夫森結(jié)中探測介焦微波脈沖”已刊登在2016年第117期的《物理學(xué)評論通訊》周刊上。

　　為促進這種新型微波探測器的商業(yè)應(yīng)用開發(fā)，歐盟研究理事會已通過“概念驗證”計劃向該研究團隊提供經(jīng)費資助，這已經(jīng)是該團隊第三次獲得歐盟研究理事會的項目資助。