共面波導(dǎo)型超導(dǎo)微波功分器: 設(shè)計(jì)、制備和測(cè)試*

張博 賀青 楊欣達(dá) 歐陽(yáng)鵬輝 王軼文 韋聯(lián)福3)?

1) (西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 信息量子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室, 成都 610031)

2) (西南交通大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 量子光電實(shí)驗(yàn)室, 成都 610031)

3) (東華大學(xué)理學(xué)院, 光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室, 上海 201620)

功分器是將信號(hào)按照一定比例進(jìn)行功率分配的微波器件, 廣泛應(yīng)用于微波電路.鑒于超導(dǎo)功分器是超導(dǎo)量子計(jì)算電路和超導(dǎo)微波光子探測(cè)器的重要器件單元, 本文首先采用奇偶模方法分析三端口微波網(wǎng)絡(luò)傳輸特性以獲取無(wú)隔離電阻功分器的參數(shù), 其次通過(guò)商用電磁仿真軟件HFSS設(shè)計(jì)了中心頻率為5 GHz、功分比為等分的共面波導(dǎo)型超導(dǎo)微波功分器.然后利用微加工技術(shù)在硅基上制備了該原型器件, 并在極低溫平臺(tái)對(duì)其功分特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試.結(jié)果表明, 所制備的功分器在5—5.5 GHz頻段內(nèi)的功分參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)一致.因此, 本文工作可推廣應(yīng)用于超導(dǎo)微波電路中其他無(wú)源器件的設(shè)計(jì)和制備.

1 引 言

共面波導(dǎo)型超導(dǎo)微波功分器是一種典型的微波無(wú)源器件[1], 近年來(lái)它在微波光子計(jì)數(shù)、弱光探測(cè)、超導(dǎo)量子計(jì)算和射電天文等研究中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用[2-8].例如, 文獻(xiàn)[2]提出了利用超導(dǎo)功分器實(shí)現(xiàn)微波單光子分束來(lái)實(shí)現(xiàn)基于約瑟夫森結(jié)的微波單光子探測(cè); 文獻(xiàn)[9-12]設(shè)計(jì)了應(yīng)用于弱光探測(cè)的微波動(dòng)態(tài)電感探測(cè)器以及分析了超導(dǎo)微波器件在探測(cè)陣列中的應(yīng)用; 文獻(xiàn)[13,14]分別設(shè)計(jì)了具有寬帶共模抑制性能的新型單端平衡功分器……