NASA Goddards fortschrittliches FIR MKID Array: Dual-Polarisations-Absorber & Hochfrequenz-Multiplexing

Das NASA Goddard Space Flight Center hat einen absorber-gekoppelten Far-Infrarot-Mikrowellen-Kinetischen-Induktivitäts-Detektor (FIR MKID) Array entwickelt, der ein Kreuz-Absorber-Muster umfasst. Es ermöglicht, dass einfallende Leistung für sowohl horizontale als auch vertikale Polarisation gleichmäßig absorbiert wird. Der Array ermöglicht die Frequenzmultiplexing-Ausgabe des Detektors bei mehr als der doppelten Frequenz des konventionellen MKID-Designs. Zusätzlich erlaubt die Technologie eine gleichmäßigere Verteilung der Leistung über den Detektorbereich, was die Detektoreempfindlichkeit erhöht. Der Detektor kann zudem bei höheren Betriebsfrequenzen ausgelesen werden als frühere Designs, was die Kanal-Kapazität des Detektor-Arrays erhöht.

Aufbau des FIR MKID

Der FIR MKID besteht aus zwei Hauptkomponenten: (1) dem Metallmuster für FIR-Absorption und (2) dem Mikrowellen-Transmissionsleitungsresonator für HF-Auslese. Das Querbalken-Metallmuster auf der Membran sorgt für identische Leistungsabsorption sowohl für horizontale als auch vertikale Polarisationssignale. Die Metallmuster werden sowohl auf der Ober- als auch Unterseite der Membran platziert, um eine parallelplatten-gekoppelte Transmissionsleitung zu schaffen, die als Halbwellenresonator bei Auslesefrequenzen fungiert. Die Parallelplatten-Transmissionsleitung im Membranbereich ist mit einer niederimpedanten Mikrostreifenleitung an den Detektorkanten verbunden, um eine gestufte Impedanz zu bilden. Die Parallelplatten-Transmissionsleitung auf der Membran ist in vier Abschnitte in einem mäandernden Kreuzmuster aufgeteilt.

Funktionsweise bei IR-Frequenzen

Bei IR-Frequenzen wirkt das supraleitende Metallmuster des Detektors als Absorber. Es ist so ausgelegt, dass die effektive Fläche an die charakteristische Impedanz des Freiraums angepasst ist, was zu minimalem Rückflussverlust im Zentrum der Betriebsfrequenz führt. Dies maximiert die Leistungsabsorption im Metallmuster, wodurch die Temperatur des Metalls ansteigt. Dies ermöglicht die Detektion von sehr schwachen Ferninfrarot-Frequenzsignalen mit sowohl horizontaler als auch vertikaler Polarisation.

Die NASA sucht aktiv Lizenznehmer zur Kommerzialisierung dieser Technologie. Bitte kontaktieren Sie die NASA Licensing Concierge unter [E-Mail geschützt] oder rufen Sie an unter 202-358-7432, um Lizenzgespräche zu initiieren. Weitere Informationen finden Sie hier.