Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) и Лаборатории реактивного движения NASA разработали новый тип усилителя универсального назначения. По заявлению разработчиков, он заставит переосмыслить пределы возможностей обработки сверхслабых сигналов и найдёт широчайшее применение.

Большинство электрических сигналов, используемых в бытовой и научной аппаратуре, слишком слабы для непосредственной работы с ними. Их необходимо отфильтровать от помех и усилить для последующей обработки. Поэтому одной из актуальных проблем современной техники остаётся разработка качественных усилителей.

Идеальный усилитель характеризуется минимальным уровнем шума, широкой полосой пропускания и большим динамическим диапазоном. На практике трудно достигнуть высоких значений всех ключевых параметров одновременно. Например, у современных транзисторных усилителей отличный частотный и динамический диапазон, но и шум относительно высокий. Параметрические усилители выдают максимально чистый сигнал, но в узкой частотной полосе.

16-миллиметровый сверхпроводящий усилитель. Фото: Peter Day
Калифорнийскому коллективу удалось создать усилитель параметрического типа, который преодолевает частотные ограничения за счёт использования геометрии и нелинейной кинетической индуктивности сверхпроводников (нитридов титана и ниобия). Вносимые им искажения близки к уровню минимально возможных, обусловленных существованием квантово-механического предела.

Одной из первых областей внедрения нового усилителя станет астрономия – устройство позволит регистрировать прежде недоступные сверхслабые сигналы космических объектов в ИК-спектре и диапазоне радиоволн. Дальнейшие работы связаны с разработкой методов интеграции нового усилителя в существующие и перспективные оптические приборы – от лабораторных микроскопов до телескопов орбитальных обсерваторий.

Реклама на Компьютерре