Исследование пироэлектрического приёмника с полипропиленовым окном/линзой в терагерцевом диапазоне частот

В терагерцевом диапазоне частот исследуется спектральная чувствительность и другие характеристики одноэлементного пироэлектрического детектора МГ-32 на основе органического кристалла тетрааминодифенила с толщиной 1 мкм, выпускаемого АО «НЗПП Восток». На входе в приёмник устанавливалось полипропиленовое (ПП) окно либо полипропиленовая линза с диаметром 10 мм и гиперболическим профилем поверхности. Эксперименты выполнены с использованием излучения Новосибирского лазера на свободных электронах в диапазоне длин волн λ = 164-358 мкм (0,8-1,8 ТГц). Вольтовая чувствительность детектора с ПП окном не зависела от длины волны излучения, а с линзой падала обратно пропорционально λ² вследствие дифракционного увеличения фокального пятна, что согласовывалось с численными расчётами в рамках волновой оптики. По сравнению с ПП окном чувствительность детектора с линзой в 6-16 раз (в зависимости от λ) меньше. За счёт большей апертуры линзового детектора его детектирующая способность сопоставима со значением для детектора с ПП окном, а в коротковолновом терагерцевом диапазоне согласно теоретическим оценкам может превышать это значение в десятки раз, становясь сравнимой с аналогичной величиной для ячейки Голея. Результаты демонстрируют, что в терагерцевом диапазоне частот детектор МГ-32 с модифицированным ПП окном или линзой является достаточно чувствительным и наиболее быстродействующим среди неохлаждаемых детекторов. Это делает его удобным инструментом в различных исследованиях и приложениях в области терагерцевой фотоники.

На английском языке

Study of the pyroelectric detector with polypropylene window/lens in the terahertz range

Gerasimov V.V., Krasnopevtsev S.E., Goldenberg E.B. and Fromichev D.V.

We study the spectral sensitivity and other characteristics of the single-element pyroelectric MG-32 detector based on a 1 μm-thick organic crystal of tetraaminodiphenyl (TAB), which is manufactured by JSC Vostok in the terahertz frequency range. A polypropylene (PP) window or a polypropylene lens 10 mm in diameter with a hyperbolic surface profile was installed at the receiver input. The experiments were performed using radiation from the Novosibirsk free-electron laser in the wavelength range λ = 164-358 μm (0.8-1.8 THz). The voltage sensitivity of the detector with the PP window was independent of the radiation wavelength, while in the experiment with the lens it decreased in inverse proportion to λ² due to the diffraction-induced increase in the focal spot, which was consistent with the numerical calculations using wave optics. Compared to a PP window, the sensitivity of the detector with the lens is 6 to 16 times lower (depending on λ). Due to the larger aperture of the lensed detector, its detection capability is comparable to that of the detector with the PP window, and according to theoretical estimates, it can exceed this value in the short-wavelength terahertz range by tens of times, becoming comparable to that of a Golay cell. The results demonstrate that in the terahertz frequency range, the MG-32 detector with a modified PP window or a lens is sufficiently sensitive and the fastest among uncooled detectors. This makes it a convenient tool for various research applications in the field of terahertz photonics.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2026_69_01_92

Пример ссылки для цитирования

Герасимов В.В., Краснопевцев С.Е., Гольденберг Е.Б., Фромичев Д.В. Исследование пироэлектрического приёмника с полипропиленовым окном/линзой в терагерцевом диапазоне частот // Изв. вузов. Радиофизика. 2026. Т. 69, № 1-2. C. 92–109.