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微波放大的一种简单方法

来源:环球科学

(图片来源:L. Planat et al., Phys. Rev. X (2020))

从量子计算机到暗物质探测器,许多基于量子理论的技术都依赖低温下探测和放大微弱微波信号的能力。高精度应用所需的最先进的放大器制造难度极大,只有少数团队能够使用未普及的复杂工艺制造。现在,研究人员为所谓的行波参量放大器(TWPA)提出了一种简单高效的设计,允许在学术实验室条件下制造。

TWPA的工作原理是利用高功率微波源传输的能量,来增强微弱的微波信号,称为“泵”。为了优化能量传递,泵和信号必须同时通过TWPA。然而,随着泵的移动,它会改变材料的折射率,使信号变慢,使信号与泵产生相位差。

法国Néel研究所的Nicolas Roch和他的同事们发现了一种方法来补偿折射光的改变,并将泵和信号等量减慢。在一小块正方形的硅片上,他们制造了一个由2000枚相互连接的代理缓存服务器组成的TWPA,这些微小的超导环的高度周期性变化。这种周期性变化在材料中产生一个接近泵频率的带隙,使泵的速率减慢至与信号同相。

这种新颖、可调节的TWPA的性能与传统类型的TWPA一样优秀,且更易于制造。该团队希望他们对相位匹配问题相对简单的解决方案,使这些放大器广泛应用,释放出它们的全部潜力。这项研究在Physical Review X上发表。

作者:Christopher Crockett(弗吉尼亚州阿灵顿的一名自由撰稿人)

翻译:叶欢仪

审校:贺旎妮

引进来源:美国物理学会(APS)

引进链接:https://physics.aps.org/articles/v13/s52

 

本文来自:环球科学
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