SLAC 微谐振腔射频（SMuRF）电子学：一种用于超导微波谐振器阵列的音调跟踪读出系统
仪器与探测器
2023-02-08 v1 天体物理仪器与方法
摘要
我们描述了最新一代 SLAC 微谐振腔射频（SMuRF）电子学，这是一种用于基于微波频率谐振器的低温探测器与多路复用系统（如微波 SQUID 多路复用器（μmux）或微波动力学电感探测器（MKIDs））的室温数字控制与读出系统。粒子物理与天文学中的超灵敏测量日益依赖大型低温传感器阵列，这进而需要高度多路复用的读出及配套的室温电子学。微波频率谐振器是一种流行的低温多路复用工具，有望在一条读出线上多路复用数千个探测器通道。SMuRF 系统具备在 4-8 GHz 带宽上读出多达 3328 个通道的能力。值得注意的是，SMuRF 系统的独特之处在于其实现了闭环音调跟踪算法，可最小化传输至低温放大器的射频功率，大幅放宽系统线性度要求并降低由互调产物引起的有效噪声。在此我们介绍 SMuRF 电子学的硬件、固件与软件系统，并将实测性能与科学驱动的设计需求进行比较。我们特别聚焦于大通道数、低带宽应用，但该系统已轻松重新配置用于高带宽应用。本文所述系统已成功部署于全球实验室与野外站点，并被确定为即将投入使用的大型天文台的基础配置。
引用
@article{arxiv.2208.10523,
title = {SLAC Microresonator RF (SMuRF) Electronics: A tone-tracking readout system for superconducting microwave resonator arrays},
author = {Cyndia Yu and Zeeshan Ahmed and Josef C. Frisch and Shawn W. Henderson and Max Silva-Feaver and Kam Arnold and David Brown and Jake Connors and Ari J. Cukierman and J. Mitch D'Ewart and Bradley J. Dober and John E. Dusatko and Gunther Haller and Ryan Herbst and Gene C. Hilton and Johannes Hubmayr and Kent D. Irwin and Chao-Lin Kuo and John A. B. Mates and Larry Ruckman and Joel Ullom and Leila Vale and Daniel D. Van Winkle and Jesus Vasquez and Edward Young},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.10523},
year = {2023}
}
备注
28 pages, 25 figures, + references. Comments welcome!