Хан Ф.В.
Филиппенко Л.В.
Ермаков А.Б.
Кинев Н.В.
Кошелец В.П.
 Статья на сайте eLibrary

Для большинства практических приложений сверхпроводниковых генераторов требуется реализовать в одном устройстве терагерцовую генерацию с возможностью перестройки частоты в широком диапазоне и узкую линию излучения. До настоящего времени этого удалось достичь только для систем на основе распредёленных джозефсоновских переходов. В статье дан краткий обзор основных достижений в области создания сверхпроводниковых интегральных генераторов и представлены результаты разработки нового типа генераторов на основе массивов джозефсоновских переходов, включённых в сверхпроводящую копланарную линию. Реализация нового типа включения джозефсоновских переходов позволила создать генератор с рабочими частотами до 700 ГГц, ограниченными только энергетической щелью ниобия. Применение гармонического смесителя на основе туннельного перехода сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник позволило не только определить частотный диапазон работы генератора и оценить его мощность, но и измерить ширину линии его излучения на частотах до 700 ГГц в режиме частотной стабилизации и реализовать режим фазовой автоподстройки частоты. Обсуждается возможность разработки сверхпроводниковых генераторов терагерцового диапазона частот на основе массивов джозефсоновских переходов для интегральных приёмных систем в наземных и космических радиотелескопах.

На английском языке
Superconducting subterahertz oscillators based on josephson junction arrays
Khan F.V., Filippenko L.V., Ermakov A.B., Kinev N.V. and Koshelets V.P.

For most practical applications of superconducting oscillators, it is necessary to implement terahertz generation with the ability to tune the frequency in a wide range and a narrow emission line in a single device. Until now, this has been achieved only for systems based on long Josephson junctions. This paper gives a brief overview of the main achievements in the field of creating superconducting integrated oscillators and present the results of developing a new type of oscillators based on arrays of Josephson junctions included in a superconducting coplanar line. The implementation of a new type of Josephson junctions array allowed creating an oscillator with operating frequencies of up to 700 GHz, limited only by the energy gap of niobium. The use of a superconducting harmonic mixer based on a tunnel supercoductor-insulator-superconductor junction made it possible not only to determine the operating frequency range of the oscillator and estimate its power, but also to measure the radiation linewidth of a superconducting oscillator at frequencies of up to 700 GHz in the frequency-lock mode and to implement the phase-locked loop (PLL). The possibility of developing superconducting terahertz-range oscillators for integrated receiving systems of ground-based and space radio telescopes is discussed.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2025_68_09_723