面向实用微波读出应用的动力学电感行波放大器设计

动力学电感行波放大器利用超导薄膜，特别是氮化铌钛的非线性动力学电感进行参量放大。这些放大器在增益、带宽、压缩功率方面表现出卓越性能，且其噪声常常接近量子极限。然而，大多数 KIT 演示都与实际的器件读出系统相隔离。将 KIT 作为耦合到过渡边缘传感器微量热计的未优化微波 SQUID 多路复用器读出链中的第一级放大器，我们观察到磁通噪声的初步改善。KIT 集成中的一个挑战是驱动非线性所需的相当大的微波泵浦功率。为解决这一问题，我们已开始尝试通过使用更薄的 NbTiN 薄膜和倒置微带传输线设计来降低泵浦功率。在本文中，我们介绍了新的传输线设计、制备工艺以及初步的器件表征——包括增益和附加噪声。这些器件表现出超过 10 dB 的增益，3 dB 带宽约为 5.5-7.25 GHz，最大实用增益为 12 dB，典型增益波纹峰峰值在 4 dB 以下。我们观察到 NbTiN 传输线中存在明显的阻抗失配，这可能是大部分增益波纹的来源。最后，我们进行了初步的噪声表征，并证明在几乎整个 3 dB 带宽内系统附加噪声为三个量子或更少。