约瑟夫森行波参量放大器对参数离散的敏感性

我们分析了电路参数变化对约瑟夫森行波参量放大器（JTWPA）性能的影响。具体而言，我们所研究的 JTWPA 概念是在传输线配置中使用通量偏置的非滞回射频 SQUID，其利用三波混频（3WM）机制。色散工程实现相位匹配以获得约 $\sim$20 dB 的功率增益，同时抑制不需要的混频过程产生。讨论了使用 3WM-JTWPA 电路模型的两种色散工程概念，即谐振相位匹配（RPM）和周期电容调制（PCM），其结果也可能适用于四波混频（4WM）JTWPA。我们提出合适的电路参数集，并利用瞬态电路仿真评估有和无电路参数方差时的放大器性能。该方法天然考虑了微波反射、不需要的混频产物、不完美相位匹配、泵浦耗尽等。在 RPM 情况下，谐振频率离散至关重要，而 PCM 对参数离散的敏感性则低得多。我们讨论了使 JTWPA 电路对参数离散更具容忍度的自由度。最后，我们的分析表明，射频 SQUID 呈现无 Kerr 非线性的通量偏置点接近关于临界电流离散的甜点（sweet spot）。