Väitös mittaustekniikan alalta, M.Sc. Mikhail Korpusenko

Väitöskirjan nimi: Characterization of Predictable Quantum Efficient Detector

Tohtoriopiskelija: M.Sc. Mikhail Korpusenko
Vastaväittäjä: Dr. Howard W. Yoon, National Institute of Standards and Technology, Yhdysvallat 
Kustos: Prof. Erkki Ikonen, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitos

Teollisuudessa ja tieteessä tarkka absoluuttisen optisen tehon mittaus on erittäin tärkeää. Luotettavien ja jäljitettävien mittausten tuottamiseksi täytyy detektorit ynnä muut mittalaitteet kalibroida esimerkiksi kansallisten mittanormaalilaboratorioiden (KML) avulla. KML:t kalibroivat laitteita käyttäen referenssidetektoreita. Ensimmäistä ja luotettavinta detektoria jäljitettävyysketjussa nimitetään primäärinormaaliksi. KML:t ovat käyttäneet heliumjäähdytteisiä termisiä detektoreita, eli absoluuttisia kryogeenisiä radiometrejä (ACR) primäärinormaaleina vuosikymmenien ajan. ACR:n käyttäminen on haastavaa, sillä tämä laite vaatii jäähdyttämisen nesteheliumin lämpötilaan, mikä vaikeuttaa kalibrointia ACR:n avulla. Kalibroinnin yksinkertaistamiseksi näkyvän valon aallonpituusalueella KML:t ovat kehittäneet uuden detektorin, joka toimii huoneenlämmössä. Piistä valmistetulla puolijohdeilmaisimella on todistettu olevan yhtä hyvä vaste kuin ACR:llä. Näitä ilmaisimia kutsutaan ennustettavuutensa sekä stabiiliutensa vuoksi termillä Predictable Quantum Efficient Detector (PQED, vapaasti käännettynä ennustettava, hyvän kvanttihyötysuhteen omaava ilmaisin). PQED:tä on tutkittu laajasti näkyvän valon aallonpituusalueella, mutta sen käyttäminen lähi-infrapunan tai ultraviolettisäteilyn alueilla on ollut monimutkaista tuntemattomien vastepoikkeamien huonon ennustettavuuden vuoksi. 

Tässä työssä karakterisointiin PQED-ilmaisimen vasteen ennustettavuutta näkyvän ja lähi-infrapunasäteilyn raja-alueella, sekä ultraviolettialueella. Näkyvän ja lähi-infrapunan raja-alueella tehdyt mittaukset osoittavat, että PQED:tä pystytään käyttämään primäärinormaalina 800 nm aallonpituuteen asti. Nämä löydökset antavat motivaatiota aallonpituusalueen karakterisoinnin jatkamiseen koko piipohjaisen ilmaisimen vastealueella. 

Ensimmäistä kertaa PQED:n vastealuetta on tutkittu UV-alueella. Se on ensimmäinen suuri askel, jotta PQED:stä saataisiin primäärinormaali myös UV-alueelle, jossa se olisi ainoa termisistä ilmaisimista riippumaton primäärinormaali

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Yhteystiedot:

Katso myös:

• Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53
• Zoom pikaopas: https://www.aalto.fi/fi/palvelut/zoom-pikaopas