Terahertz-Heterodynempfänger mit Quantenkaskadenlaser und supraleitendem Mischer

Die hochauflosende Spektroskopie atomarer und molekularer Emissions- und Absorptionslinien im Terahertz (THz)-Spektralbereich liefert Informationen uber den stellaren-interstellaren Lebenszyklus (z. B. Fragen der Sternentstehung), chemische Prozesse im inter-stellaren Medium (ISM), Planetenatmospharen und die Gaskoma von Kometen. Eine hinreichend gute spektrale Auflosung (Δν/ν » 10 -6 ) bei gleichzeitig hoher Detektionsempfindlich-keit ist nur mit einem Heterodynspektrometer realisierbar. Diese Eigenschaften des THz-Heterodynspektrometers eroffnen auch Anwendungen in der Sicherheitstechnik, bei denen verborgene gefahrliche Objekte oder Substanzen in mehreren Metern Entfernung detektiert werden sollen. Wichtige Bestandteile eines Heterodynspektrometers sind der Lokaloszillator und der Mischer. Der Lokaloszillator muss in der Lage sein, den Mischer mit ausreichend Leistung zu versorgen, sowie eine hinreichend gute Frequenzstabilitat besitzen. Die Anforderungen an den Mischer sind zum einen ein niedriges Eigenrauschen und zum anderen eine moglichst hohe Konversionseffizienz. Wir berichten uber ein THz-Heterodynspektrometer mit einem Quan-tenkaskadenlaser (QCL) als Lokaloszillator sowie einem Hot Electron Bolometer (HEB) als Mischer. Die Ausgangsleistung des Quantenkaskadenlasers betrug mehrere Milliwatt und war ausreichend, um das HEB (Rauschtemperatur ca. 2700 K) mit genugend Pumpleistung zu versorgen. Die Kombination aus supraleitendem HEB und QCL Lokaloszillator eroffnet die Moglichkeit ein kompaktes und robustes THz – Heterodynspektrometer fur Anwendungen in der Astronomie oder Sicherheitstechnik zu realisieren