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復合制冷循環技術研究方面獲進展

近日,中國科學院上海技術物理研究所研究員黨海政課題組利用以四級高頻脈沖管循環作為前級、JT循環作為終端的復合制冷循環實驗方案,獲取了迄今為止公開報道的基于多級高頻脈沖管耦合JT的復合制冷循環實際獲取的最低溫度——1.36 K。

上海技物所1~2 K溫區復合制冷機典型實物圖 (a)系統整體布置;(b) 低溫端細節

在此基礎上,該團隊針對目前獲取2 K以下溫度的具體實踐均需使用昂貴而稀缺的氦-3工質的缺點,提出了以氦-4為唯一工質的創新復合制冷循環方案,同時進一步聯合中科院上海微系統與信息技術研究所研究團隊,將以氦-4為唯一工質的復合制冷機應用于冷卻實際的超導納米線單光子探測器(SNSPD),通過對系統探測效率和暗計數率等關鍵指標的實測,結果表明該制冷機可以為SNSPD提供1.84 K工作溫度和良好電環境,使其保持穩定可靠的工作狀態。

以上研究結果為該類復合制冷循環技術在未來的空間應用和進一步實用化奠定了重要基礎,相關成果先后發表于Cryogenics、IEEE Transactions on Applied Superconductivity和《科學通報》上。


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