Двумерный массив болометров на холодных электронах для высокочувствительных поляризационных измерений

Предложена новая концепция двумерного массива болометров на холодных электронах с распределёнными дипольными антеннами в фокальной плоскости для высокочувствительных измерений поляризации. Концепция даёт уникальное сочетание высокого поляризационного разрешения благодаря большому однородному массиву болометров на холодных электронах и оптимального согласования с JFET (Junction Field Effect Transistor)-усилителями благодаря гибкости в соединениях по постоянному току. Улучшение шумовых характеристик достигается за счёт распределения мощности приходящего сигнала между многими болометрами на холодных электронах и повышения их отклика. Это должно привести к существенному повышению чувствительности и динамического диапазона по сравнению с конкурирующими альтернативными технологиями болометров. Надёжность двумерного массива значительно увеличивается за счёт последовательно-параллельного соединения большого количества болометров на холодных электронах. Высокое поляризационное разрешение должно быть обеспечено за счёт равномерного покрытия подложки двумерным массивом на большой площади и отсутствия сжатия пучка к небольшим сосредоточенным элементам. Фундаментальный предел чувствительности массива болометров на холодных электронах меньше фотонного шума, который рассматривается как предельный уровень, ограниченный фоновым излучением. Оценки шума болометров с JFET-системой считывания показывают возможность реализовать предельную чувствительность ниже уровня фотонного шума 5 · 10−17 Вт/Гц1/2 на частоте 350 ГГц для оптической нагрузки с мощностью 5 пВт. Указанные параметры соответствуют требованиям к приёмной системе балонного телескопа BOOMERanG.