Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cáp Siêu Dẫn Bán Cứng Làm Bộ Lọc Thấp Cho Đầu Ra Cryogenic
Tóm tắt
Chúng tôi đang phát triển các cáp bán cứng mỏng với đường kính ngoài nhỏ hơn 1 mm, nhằm đọc dữ liệu chính xác cho các ứng dụng cryogenic. Dây dẫn trung tâm được ngăn cách với dây dẫn kim loại liền mạch bên ngoài bằng vật liệu điện môi, polytetrafluoroethylene (PTFE). Để hạn chế sự truyền nhiệt qua các cáp vào giai đoạn cryogenic, chúng tôi đã sử dụng các hợp kim dẫn điện bình thường hoặc siêu dẫn có độ dẫn nhiệt thấp làm vật liệu cho cả dây dẫn trung tâm và dây dẫn bên ngoài. Để giảm các thành phần nhiễu tần số cao trong quá trình đọc dữ liệu, chúng tôi đã áp dụng cấu trúc hai lớp trong dây dẫn trung tâm, trong đó dây siêu dẫn có đường kính 178 μm làm bằng niobium-titanium (NbTi) được bọc trong hợp kim dẫn điện bình thường, cupronickel (CuNi) với độ dày 13 μm. Chúng tôi cũng đã sử dụng ống CuNi với đường kính ngoài 0.86 mm làm dây dẫn bên ngoài. Từ kết quả về độ dẫn nhiệt và suy giảm dưới nhiệt độ tới hạn của NbTi (∼9 K), chúng tôi xác nhận rằng loại cáp bán cứng này có thể hoạt động như một bộ lọc thấp dùng ở nhiệt độ cryogenic. Tần số cắt −3 dB của cáp dài 1 m được quan sát ở khoảng ∼500 MHz, trên mức này, sự suy giảm trở nên mạnh mẽ do hiệu ứng điện trở bề mặt và độ điện trở lớn của lớp bọc CuNi.
Từ khóa
#Cáp siêu dẫn #bộ lọc thấp #ứng dụng cryogenic #dây dẫn điện #polytetrafluoroethylene #cupronickel.Tài liệu tham khảo
Yamada, S., Ezoe, Y., Ishisaki, Y., Ohashi, T., Iijima, N., Mitsuda, K., Nagayoshi, K., Akamatsu, H., Morooka, T., Tanaka, K.: Development of multilayer readout wiring tes calorimeter for future x-ray missions. J. Low Temp. Phys. 176(3-4), 310–315 (2014)
Hattori, K., Hazumi, M., Ishino, H., Kibayashi, A., Kibe, Y., Mima, S., Okamura, T., Sato, N., Tomaru, T., Yamada, Y., Yoshida, M., Yuasa, T., Watanabe, H.: Development of microwave kinetic inductance detectors and their readout system for LiteBIRD. NIMA 732, 306–310 (2013)
Ohkubo, M., Ukibe, M., Shiki, S., Suzuki, K., Chiba, K., Zen, N., Kitazume, T., Koike, M., Miki, S., Wang, Z., Ejrnaes, M., Casaburi, A., Cristiano, R.: Superconducting molecule detectors overcoming fundamental limits of conventional mass spectrometry. J. Low Temp. Phys. 167, 943–942 (2012)
Tancredi, G., Schmidlin, S., Meeson, P.J.: Cryogenic coaxial microwave filters. Rev. Sci. Instrum. 85, 026104 (2014)
Smith, E., De Alba, R., Zhelev, N., Bennett, R., Adiga, V.P., Solanki, H.S., Singh, V., Deshmukh, M.M., Parpia, J.M.: Compact, inexpensive coaxial terminations and wiring for low temperature RF applications. Cryogenics 52, 461–465 (2012)
Kushino, A., Ohkubo, M., Fujioka, K.: Thermal conduction measurement of miniature coaxial cables between 0.3 and 4.5 K for the wiring of superconducting detectors. Cryogenics 45, 637–640 (2005)
Kushino, A., Kasai, S., Kohjiro, S., Shiki, S., Ohkubo, M.: Development of superconducting coaxial cables for cryogenic detectors. J. Low Temp. Phys. 151, 650–654 (2008)
Kushino, A., Teranishi, Y., Kasai, S.: Low temperature properties of a superconducting niobium coaxial cable. J. Supercond. Nov. Magn. 26, 2085–2088 (2013)
Olson, J.R.: Thermal conductivity of some common cryostat materials between 0.05 and 2 K. Cryogenics 33, 729–731 (1993)