スパイラル型マイクロ波力学インダクタンス検出器の設計とマイクロ波共振特性

摘要

We propose a novel microwave kinetic inductance detectors named Spiral-MKIDs typified by a rewind spiral strip structure suitable for a broad band terahertz detector array application. A superconducting rewind strip works as a high-Q half wave length microwave resonator as well as a broad band antenna for terahertz light. The spiral-MKIDs fabricated with NbN thin films reveals aloaded quality factor of about 250,000 at the maximum. Broad band antenna performance of the spiral strip is confirmed by an almost constant return loss within the frequency range lower than 200GHz to higher than 2THz measured for a 100 times magnified room temperature model fabricated on a cupper foil PCB as well as numerical simulations.%広帯域なテラへルツ光検出器アレイに好適な検出器としてRewindスパイラルストリップ構造を特徴とする新しい構造のマイク口波力学ィンダクタンス検出器（Spiral Microwave Kinetic Inductance Detectors: Spiral-MKIDs)を提案する。中心で折り返す構造の超伝導ストリップは，マイクロ波に対して高Q半波長共振器として動作しテラへルツ光に対しては広帯域なアンテナとして機能する。NbN薄膜を用いて作製したSpiral-MKIDsは，0.3Kにおいて最大約250,000の負荷Qを示した。スパイラルストリップの広帯域アンテナ特性は，数値シミュレーシヨンと銅箔回路基板で製作した100倍サイズの室温モデルにより，ほぼ200GHz以下から2THz以上の範囲にわたって平坦なリターンロス特性が確認された。