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Development of a 4.7-THz front end for the GREAT heterodyne spectrometer on SOFIA

Richter, Heiko und Pavlov, S. G. und Semenov, A. und Wienold, M. und Schrottke, L. und Biermann, K. und Hey, R. und Grahn, Holger-T. und Il'in, K. und Siegel, M. und Hübers, Heinz-Wilhelm (2012) Development of a 4.7-THz front end for the GREAT heterodyne spectrometer on SOFIA. 23rd International Symposium on Space Terahertz Technology, 2.-4. Apr. 2012, Tokyo.

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Kurzfassung

Heterodyne spectroscopy of molecular rotational lines and atomic fine-structure lines is a powerful tool in astronomy and planetary research. It allows for the investigation of the chemical composition, the evolution, and the dynamical behaviour of astronomical objects such as molecular clouds and star-forming regions. For frequencies beyond 2 THz, SOFIA, the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, is currently the only platform which allows for heterodyne spectroscopy at these frequencies. One example is the OI fine structure line at 4.7 THz, which is a main target to be observed with GREAT, the German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies, on board of SOFIA. We report on the progress toward a 4.7-THz front end for the GREAT heterodyne spectrometer on SOFIA. The local oscillator (LO) combines a quantum-cascade laser (QCL) with a compact, low-input-power Stirling cooler. The 4.7-THz QCL is based on a two-miniband design and has been developed for continuous-wave operation, high output powers, and low electrical pump powers. The mixer is a phonon-cooled NbN hot electron bolometer (HEB). It consists of a 2-μm-wide, 0.2-μm-long, and 5.5-nm-thin NbN stripe on a high-resistivity (> 5 kΩ) silicon substrate located in the center of a planar logarithmic spiral antenna and glued onto the flat side of an extended hemispherical 12-mm-diameter silicon lens. In addition, we will present results obtained with a liquid-cryogen-free front end, which is integrated in a pulse-tube cooler (PTC). It is based on a QCL-LO, which is mounted on the first cold stage of the PTC, and a HEB mixer mounted on the second cold stage.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/78698/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Development of a 4.7-THz front end for the GREAT heterodyne spectrometer on SOFIA
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Richter, HeikoHeiko.Richter (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pavlov, S. G. sergeij.pavlov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Semenov, A.alexei.semenov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wienold, M.PDINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schrottke, L.PDINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Biermann, K.PDINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hey, R.PDINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grahn, Holger-T.PDINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Il'in, K.KITNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Siegel, M.KITNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hübers, Heinz-WilhelmHeinz-Wilhelm.Huebers (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 April 2012
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:THz, heterodyne, GREAT, SOFIA, QCL
Veranstaltungstitel:23rd International Symposium on Space Terahertz Technology
Veranstaltungsort:Tokyo
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:2.-4. Apr. 2012
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Projekt SOFIA (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Experimentelle Planetenphysik
Hinterlegt von: Richter, Dr.rer.nat. Heiko
Hinterlegt am:06 Dez 2012 08:47
Letzte Änderung:06 Dez 2012 08:47

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