Kinetischer Induktivitätsdetektor
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Der englisch kinetic inductance detector (KID) – auch bekannt als englisch microwave kinetic inductance detector (MKID) – ist ein supraleitender Detektor der einzelne Photonen zählen kann und zugleich ihre Energie bzw. Frequenz bestimmen kann.[1] Er wurden am California Institute of Technology und Jet Propulsion Laboratory im Jahr 2003 entwickelt.[2] Der Detektor arbeitet bei einer Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt, meist unterhalb von 1 Kelvin.
Funktionsprinzip
Photonen die auf einen Supraleiter-Streifen auftreffen brechen darin Cooper-Paare und lassen Quasiteilchen entstehen. Die kinetic inductance des Supraleiter-Streifen ist umgekehrt proportional zur Dichte der Cooperpaare, weshalb die kinetic inductance durch dir Absorption von Photonen zunimmt.
Diese Induktivität kann mit einem Kondensator zu einem Schwingkreis verbunden werden, dessen Resonanzfrequenz sich dann auch durch die absorbierten Photonen verändert. Damit können vielelementige Detektoren, zur Aufnahme eines Bildes, aufgebaut werden. Jedes Element darin wird über eine bestimmte Frequenz ausgewählt und ausgelesen.
Anwendungen
KIDs werden in der Astronomie zur Detektion von elektromagnetischer Strahlung im Millimeter- and Submillimeter-Wellenlängenbereich eingesetzt. Verwendungen finden sie in dem
- Caltech Submillimeter Observatory,[3]
- Atacama Pathfinder Experiment (APEX)[4]
- CCAT Observatory,
- Large Millimeter Telescope,
- Das 30-m-Teleskop auf dem Pico del Veleta des Institut für Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM),[5]
- OLIMPO[6] in 2018 und
- BLAST-TNG[7] in 2020.
Am Palomar Observatory werden sie zudem für den optischen Bereich und das nahe Infrarot verwendet.[8]
Da sie im Vergleich zu Bolometer mit Phasenübergangsthermometer kompakter, kostengünstiger und weniger komplex sind, werden sie zunehmend verwendet.[1][9]