Генератор на основе распределенного туннельного СИС-перехода (сверхпроводник−изолятор−сверхпроводник) обладает сверхширокой рабочей полосой-до 100% от центральной частоты, и представляется перспективным типом направленного источника непрерывного электромагнитного излучения в терагерцовом (ТГц) диапазоне частот. Предложена схема ТГц-генератора, в которой генератор интегрирован на одной микросхеме с передающей линзовой антенной на основе щелевой структуры в пленке Nb толщиной 200 nm и излучает сигнал в открытое пространство. Предложены и численно рассчитаны несколько конструкций планарной щелевой антенны, согласованной (по входу) с джозефсоновским генератором и (по выходу) с кремниевой эллиптической линзой. Представлены результаты расчетов согласования выходной мощности генератора с антенной различных конструкций, рассчитанных на четыре частотных диапазона: 250−410, 330−570, 380−520 и 420−700 GHz, суммарно перекрывающих область 250−700 GHz; рассчитаны диаграммы направленности и импеданс антенн. Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда (проект № 17-79-20343).

A source of terahertz (THz) frequency range based on a long Josephson junction is proposed and studied experimentally. The emission is transmitted to open space using a slot antenna located on a single chip with the oscillator and matched to collecting lens. We fabricated and studied several designs of the emitter developed for frequency ranges of 250 – 410 GHz, 330 – 530 GHz and 390 – 700 GHz with continuous frequency tuning. The spectral characteristics of output emission are studied using a THz spectrometer based on the superconducting receiver with spectral resolution of about 0.1 MHz. The antenna characteristics in full range of operation are studied using a cooled silicon bolometer with high sensitivity. Experimental results match to numerical simulations. The research was supported by the Russian Science Foundation (Project No. 17-79-20343). The fabrication of samples was carried out using the Unique Science Unit (USU #352529), developed within the framework of the state task.