Al 和 Ti 超导行波参量放大器中的非线性机制
超导电性
2022-10-17 v2 天体物理仪器与方法
仪器与探测器
摘要
行波参量放大器（TWPA）工作背后的潜在非线性机制，在决定其附加噪声、最大增益和带宽方面的性能至关重要。我们描述了一种根据耗散-电抗比和潜在微观过程的响应时间表征超导材料潜在非线性的方法。我们描述并计算了来自平衡超流非线性的不同行为（其耗散低、响应时间快）与非平衡加热非线性（其耗散高、响应时间慢）所产生的不同行为。我们基于 Al 和 Ti 制备了 TWPA，并利用我们的分析表征了它们的非线性。对于 Al 和 Ti，测得的耗散-电抗比和响应时间在定量上与非平衡加热非线性的预测相似。我们获得了超过 20 dB 的峰值功率增益，尽管仅在几 kHz 的窄带宽内。我们表征潜在非线性的方法也有助于理解和设计其他超导非线性器件，如参量上变频器、动力学电感傅里叶变换光谱仪和谐振参量放大器。
引用
@article{arxiv.2202.11656,
title = {Nonlinear mechanisms in Al and Ti superconducting travelling-wave parametric amplifiers},
author = {Songyuan Zhao and Stafford Withington and Chris N. Thomas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.11656},
year = {2022}
}