Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 9, Numéro 1, janvier 1974
Page(s) 7 - 13
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01974009010700
Rev. Phys. Appl. (Paris) 9, 7-13 (1974)
DOI: 10.1051/rphysap:01974009010700

The current state of competing (non Josephson junction) techniques

A.A. Penzias

Bell Laboratories, Holmdel, N. J., USA


Abstract
Great strides have been made in recent years as the technology employed in the generation and detection of electromagnetic radiation is pushed toward centimeter, millimeter and submillimeter wavelengths. We review, briefly and from a very practical standpoint, the present state and immediate prospects of devices in a number of areas in which one might consider the possible use of Josephson junction techniques. - Sources for wavelengths longer than about 2 mm are readily available, while shortward of a few hundred microns wavelength a large number of discrete and tunable laser sources exist. In the remaining decade in wavelength, harmonic generation may be used. - Incoherent detection is largely done with bolometers of various types. They have been extensively described in the literature and will be only briefly reviewed here. - Superheterodyne mixers employing Schottky barrier diodes have been used extensively at wavelengths toward one millimeter. Efforts to extend their usefulness to shorter wavelengths and to improve their sensitivity by cooling will be described in detail. - An InSb hot carrier bolometer has been used as a superheterodyne detector at 2.5 and 1.2 mm wavelengths. It is expected that this device can maintain its level of performance to about 300 μ, although its bandwidth at any wavelength is quite limited. - Masers and parametric amplifiers can presently be used to about one centimeter wavelength. It seems possible to realize such devices at somewhat shorter wavelengths as well. Examples of each of these devices are given, and, as far as possible, their relative merits for a number of general applications compared.


Résumé
De grands progrès ont été faits ces dernières années pour la production et la détection des rayonnements électromagnétiques dans les domaines centimétrique, millimétrique et sub-millimétrique. Nous passons ici en revue d'un point de vue pratique l'état actuel et futur d'un certain nombre de dispositifs qui pourraient éventuellement être remplacés par des jonctions Josephson. - Les sources de rayonnements dont la longueur d'onde est supérieure à 2 mm sont actuellement disponibles. Pour des longueurs d'onde de quelques centaines de microns un très grand nombre de lasers à fréquence fixe ou accordable existent. Le domaine des longueurs d'onde intermédiaires peut être éventuellement couvert par des multiplicateurs de fréquence. - La détection incohérente est largement réalisée avec des bolomètres de toute nature. Ils ont été décrits en détail dans la littérature et nous les passerons simplement en revue. - Les mélangeurs superhétérodynes employant des diodes Schottky sont utilisés jusqu'à des longueurs d'onde de l'ordre du millimètre. Les efforts faits pour étendre leur domaine d'application vers de plus courtes longueurs d'onde et pour améliorer leur sensibilité en diminuant leur température seront décrits en détail. - Les bolomètres à porteurs chauds type InSb ont été utilisés comme détecteurs superhétérodynes à 2,5 et 1,2 mm. On s'attend à ce que ce dispositif conserve ses performances jusqu'à environ 300 μ mais la bande passante aux différentes longueurs d'onde est assez limitée. - Les masers et amplificateurs paramétriques peuvent être utilisés actuellement jusqu'à des longueurs d'onde de 1 cm. Il semble possible de réaliser de tels dispositifs jusqu'à des longueurs d'onde plus courtes. Nous donnons des exemples pour chacun de ces dispositifs et comparons dans la mesure du possible leur mérite relatif dans un certain nombre d'applications.

PACS
8525C - Josephson devices.
8440 - Radiowave and microwave (including millimeter wave) technology.

Key words
Microwave devices -- Millimeter wave devices -- Josephson junctions -- Reviews