室温固态麦克斯放大器
量子物理
2025-01-30 v2 仪器与探测器
摘要
麦克斯曾代表低噪声微波放大技术的前沿水平，但后来因需要冷却而淡出众目。基于固态自旋系统的麦克斯放大器最为有效，由于提供大量自旋密度，因此可在相对较高功率下工作。虽然已在室温下演示了固态麦克斯振荡器，但连续波放大在这些系统中仅在低温下实现。本文报道了在室温下工作的连续波固态麦克斯放大器。我们采用包括金刚石晶体中氮空位中心自旋、强永久磁铁和简单激光二极管的实用装置，实现了这一目标。我们描述了重要的放大器特性，包括增益、带宽、压缩功率和噪声温度，并讨论了实现室温近量子噪声限制放大器的前景。最后，我们表明在不同工作模式下，这些自旋可用于将外部电路的系统噪声制冷到低温水平，无需物理冷却。
引用
@article{arxiv.2405.07486,
title = {A Room-Temperature Solid-State Maser Amplifier},
author = {Tom Day and Maya Isarov and William J. Pappas and Brett C. Johnson and Hiroshi Abe and Takeshi Ohshima and Dane R. McCamey and Arne Laucht and Jarryd J. Pla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.07486},
year = {2025}
}