Nobeyama Radio Observatory Report: Number 547

Abstract

A low-noise submillimeter-wave SIS (Superconductor-Insulator-Superconductor) receiver (320 - 360 GHz) has been developed for a 10 m submillimeter telescope, which was installed at Nobeyama in 2000 February. This receiver and a millimeter-wave SIS receiver are mounted on the ceiling of the Cassegrain receiver cabin of the 10-m telescope. Two curved mirrors couple a shaped Cassegrain beam from the subreflector to mixer horns. The minimum noise temperature measured in front of the receiver was 52 K in Double Sideband (DSB) at a Local Oscillator (LO) frequency of 353 GHz, which corresponds to three-times quantum limits (3 h upsilon/kappa (sub B)). These noise temperature contributions are resolved into the optics, mixer, and IF parts. The temperature ripple of a two-stage Gifford-McMahon cryocooler has been deduced to be 2 mK peak-to-peak at the mixer block with a helium pot temperature stabilizer. Mechanical vibration (30 micrometer peak-to-peak) of the cold head degrades the receiver stability.

10mサブミリメートル望遠鏡のための低雑音サブミリメートル波SIS(超伝導体-絶縁体-超伝導体)受信機(320-360GHz)を開発し、2000年2月に野辺山電波観測所に設置した。この受信機とミリメートル波SIS受信機は10m望遠鏡のガセグレン受信機室の天井に取り付けた。2個の曲面鏡はサブ反射鏡からミクサーホーンまで成形カセグレンビームを結合させる。受信機前で測定した最低雑音温度は354GHzの局所発信機周波数で2重サイドバンドにおいて52Kであったが、これは量子限界の3倍に対応している。この雑音温度の寄与は光学系、ミクサーおよび中間周波数パーツに分散される。2段式Gifford-Mcmahon低温冷却器の温度リップルはヘリウムポット温度スタビライザによりミクサーブロックでピーク高さが2mKまで縮小した。コールドヘッドの機械的振動(ピーク高さ30μm)は受信機の安定性を低下させる。