Astronomen gebruiken ver-infraroodspectrometers om de samenstelling en bewegingen van sterrenstelsels en gaswolken te bestuderen. Onderzoekers van de TU Delft, SRON en de Universiteit van Keulen ontwikkelen daarom nieuwe spectrometers op basis van supergeleidende resonatoren, die de kleuren van het licht opsplitsen. Nu hebben ze de frequenties waar de resonatoren gevoelig voor zijn viermaal nauwkeuriger gemaakt.
Ze werken enigszins vergelijkbaar met het menselijk oor, waar kleine haarcellen in beweging komen door geluidsgolven en een signaal naar ons brein sturen. Elke haarcel — of resonator in de spectrometer — vangt een andere frequentie op.
De onderzoekers willen een groot aantal resonatoren naast elkaar plaatsen, zodat ze tegelijkertijd een breed frequentiebereik kunnen meten. Maar in de praktijk stemden de resonatoren niet met voldoende precisie af op de beoogde frequenties. Er waren kleine willekeurige en systematische afwijkingen in de frequenties, wat leidde tot hiaten.
De onderzoekers hebben het fabricageproces van de resonatoren onderzocht – elektronenstraallithografie — waarbij een elektronenstraal patronen op een chip tekent. Ze ontdekten dat een kleinere stapgrootte van de elektronenstraal zorgt voor nauwkeurigere frequenties. Zo konden ze de precisie van de frequenties ongeveer viermaal preciezer maken. Telescoopinstrumenten zoals DESHIMA en TIFUUN kunnen profiteren van deze ontdekking.
Publicatie
De bijbehorende publicatie in APL Engineering Physics is geselecteerd als Editor’s choice.
Olde Scholtenhuis, L.G.G., Thoen, D.J., Baselmans, J.J.A., Karatsu, K., Marting, L.H., Vollebregt, S. & Endo, A. (2026). Enhanced electron-beam lithography to reduce the frequency scatter of 200-400 GHz superconducting microstrip resonators for on-chip filterbank spectrometers, APL Engineering Physics
https://arxiv.org/abs/2606.21348