基于三波混频的高增益行波参量放大器
量子物理
2023-05-30 v1
摘要
我们扩展了在三波混频机制下工作的约瑟夫森结行波参量放大器（TWPA）的理论，并提出了一种实现高增益的方案。一方面，将连续三模模型[P. K. Tien, J. Appl. Phys. 29, 1347 (1958)]推广到描述靠近谱截止的高频处无上转换的离散约瑟夫森结链；另一方面，我们还发展了低频区域频率色散近似线性的连续多模理论。我们发现，在这两种情况下，由于高频处色散日益增强以及低频处上转换模的产生，增益相比连续三模模型的预测显著降低。所发展的理论与实验观测在定量上一致。为恢复高增益，我们提议设计具有色散特征的链以形成双带频谱，并将泵浦频率置于靠近谱截止的上带内。我们证明存在一个甜点（sweet spot），其中信号与泵浦相位匹配，同时上转换被抑制。这导致高增益随 TWPA 长度呈指数增长。
引用
@article{arxiv.2205.07758,
title = {A high gain travelling-wave parametric amplifier based on three-wave mixing},
author = {Hampus Renberg Nilsson and Anita Fadavi Roudsari and Daryoush Shiri and Per Delsing and Vitaly Shumeiko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.07758},
year = {2023}
}