稀释制冷机中低温器件平面的可溯源原位微波功率测量

精确了解传输到低温待测器件(DUT)的微波功率对于超导量子电路的表征和运行至关重要。然而,由于分布式衰减、阻抗失配、开关路径重复性以及温度相关的微波元件,在稀释制冷机内部获取此信息十分困难。本文提出了一种在低温器件平面进行射频功率原位测量的方法。该方法使用一个定制的变温平台(VTS)作为低温热传导元件。该VTS交替通过四线直流加热器和耗散在20 dB直通衰减器中的微波功率进行加热。通过拟合热瞬态并比较相应的稳态温度,吸收的微波功率通过交流/直流替代程序从直接测量的直流电功率中推断出来。衰减器的有限反射和传输随后通过基于开关辅助的短路-开路-负载-互易校准的低温二端口散射参数测量进行校正,从而使结果参考到DUT参考平面。该系统在稀释制冷机中进行了演示,功率范围为DUT输入平面的-43至-58 dBm。演示的相对标准不确定度范围从-43.9 dBm时的约2%到-57.6 dBm时的约40%。所提出的方法将热射频功率传输、低温S参数校正和不确定度评估结合在一种与量子器件实验兼容的测量架构中,为在毫开尔文温区实现可溯源的微波功率校准提供了一条实用途径。