用于低温量子应用红外防护的低损耗材料
超导电性
2026-05-21 v2 量子物理
摘要
低温量子应用的脆弱量子态需要防护，以抵御来自较高温级或其他源的红外辐射。我们提出一种材料系统，能够高效阻挡直至光频范围的辐射，同时允许低吉赫兹频率的光子透过。其基于以下效应：当入射光子波长与嵌入弱吸收介质中的颗粒尺寸相当时，光子会被强烈散射（Mie散射）。本工作的目标是通过模拟其对尺寸分布的依赖性，来调整含有蓝宝石球的非磁性环氧树脂的吸收和透射光谱。此外，我们制备了多种材料组分，并在光频、红外和吉赫兹频率下对其以及其他材料进行了表征。在红外区域（阻带），经Mie散射优化的材料衰减很高，与其他常用滤波材料相当。在吉赫兹频率（通带），原型滤波器在毫开尔文温度下表现出高透过率，在 GHz 以下插入损耗低于 dB。
引用
@article{arxiv.2601.05147,
title = {Low-loss Material for Infrared Protection of Cryogenic Quantum Applications},
author = {Markus Griedel and Max Kristen and Biliana Gasharova and Yves-Laurent Mathis and Alexey V. Ustinov and Hannes Rotzinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.05147},
year = {2026}
}