动力学电感探测器中的电热反馈

在动力学电感探测器（KIDs）以及超导微谐振器的其他类似应用中，器件的大信号和小信号行为都可能受电热反馈影响。用于读取器件的微波功率被超导体准粒子吸收并加热之，改变超导体电导率，从而在以正或负反馈环路中改变被吸收的阅读功率。本工作中，我们针对典型 KID 数值探讨了通用超导微谐振器器件的可扩展理论模型的含义，该模型融合了近期关于超导体准粒子与声子间功率流的工作。该模型计算器件的大信号（工作点变化）和小信号行为，使我们能确定电热反馈在各种工作条件下对器件响应度和噪声特性的影响。我们还研究了将器件与热浴热隔离（例如通过将器件设计在仅由细腿连接体块衬底的膜上）如何影响器件性能。我们发现，在典型器件工作点，正电热反馈降低了从超导体准粒子到热浴的有效热导，从而增加了对信号（断裂库珀对）功率的响应度，增加了温度波动噪声，并降低了噪声等效功率（NEP）。类似地，在保持准粒子温度不变的同时增加器件热隔离会降低 NEP，但也会降低器件响应带宽。