用于频分复用低温传感器读出的 SLAC 微谐振器射频(SMuRF)电子学
天体物理仪器与方法
2018-07-04 v1
摘要
用于 X 射线、伽马射线、宇宙微波背景(CMB)、毫米/亚毫米波以及粒子探测等各类成像应用的大型低温传感器阵列,日益依赖超导微谐振器以实现高复用因子。这些微谐振器采用耦合到跃变边沿传感器(TES)或微波动力学电感探测器(MKIDs)的微波 SQUID 形式。原则上,此类阵列可使用合适的 FPGA、ADC 和 DAC 以极具可扩展性的软件定义无线电进行读出。在本工作中,我们分享计划并展示 SLAC 微谐振器射频(SMuRF)电子学的初步结果,这是一种用于超导微谐振器的下一代控制与读出系统。SMuRF 电子学的独特之处在于其实现了用于闭环音调跟踪的专用算法,该算法基于传输测量对每个谐振器的激励参数进行快速反馈与前馈。闭环音调跟踪改善了系统线性度,显著增加了每条读出线上的传感器数量,并实现了用于增强动态范围的过耦合谐振器设计。低带宽原型电子学被用于演示对十二个 300-kHz 宽微波 SQUID 谐振器的闭环音调跟踪,其间距约 6 MHz、中心频率约 5-6 GHz。我们实现了多 kHz 跟踪带宽,并证明电子学的噪声基底次于复用器固有噪声。
引用
@article{arxiv.1805.08363,
title = {SLAC Microresonator Radio Frequency (SMuRF) Electronics for Read Out of Frequency-Division-Multiplexed Cryogenic Sensors},
author = {S. A. Kernasovskiy and S. E. Kuenstner and E. Karpel and Z. Ahmed and D. D. Van Winkle and S. Smith and J. Dusatko and J. C. Frisch and S. Chaudhuri and H. M. Cho and B. J. Dober and S. W. Henderson and G. C. Hilton and J. Hubmayr and K. D. Irwin and C. L. Kuo and D. Li and J. A. B. Mates and M. Nasr and S. Tantawi and J. Ullom and L. Vale and B. Young},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.08363},
year = {2018}
}
备注
7 pages, 5 figures, Submitted to the Journal of Low Temperature Physics (Proceedings of the 17th International Workshop on Low Temperature Detectors)