专为超导电路设计的反射式与漏波导低通滤波器

本文提出了一种集成空心波导吸收器的阶梯阻抗低通滤波器。该滤波器兼具通带低插入损耗与高频强衰减特性,特别适用于超导量子计算应用——此类系统中量子比特对带内及带外辐射均极为敏感。该结构采用矩形同轴几何设计,其电感段与传输轴正交的圆形空心波导相耦合。当频率超过截止值时,这些波导可高效耦合阶梯阻抗滤波器内的辐射,吸收传统超导体中会导致库珀对破裂的杂散能量。研究人员通过差分进化算法处理插值电磁仿真数据,获得了最优尺寸参数。基于校准矢量网络分析仪的测试表明,原型器件在67 GHz范围内实现了13.5 GHz的3 dB截止频率、8 GHz以下低于0.45 dB的插入损耗,以及17.3 GHz以上超过52.7 dB的抑制效果。该设计为低温量子系统中近带滤波和准粒子生成辐射抑制提供了紧凑低损耗的解决方案。

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