一种低温红外滤波器
阅读说明：本技术 一种低温红外滤波器 (Low-temperature infrared filter ) 是由 王小川 陆勤龙 胡来平 丁晓杰 宾峰 张亚辉 于 2021-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种低温红外滤波器,包括滤波器腔体、安装在滤波器腔体中的滤波组件以及分别安装在滤波器腔体两端开口处的输入接头与输出接头。滤波组件包括填充在滤波器腔体中的红外线吸收部以及贯穿安装在红外线吸收部中且两端分别与输入接头、输出接头相连的内导体。本发明通过在信号通路上加入低温红外滤波器,能够将寄生声子、光子准粒子滤除,达到保护量子比特的目的。该低温红外滤波器可工作于液氦温区以下,采用合适介电常数的高匹配的可浇铸环氧树脂吸波材料制成的红外线吸收部作为滤波器的主体,能有效吸收微波通信传输路径中夹杂的红外波。(The invention relates to a low-temperature infrared filter which comprises a filter cavity, a filtering component arranged in the filter cavity, and an input connector and an output connector which are respectively arranged at openings at two ends of the filter cavity. The filter assembly comprises an infrared absorption part filled in the cavity of the filter and an inner conductor which is arranged in the infrared absorption part in a penetrating way, and two ends of the inner conductor are respectively connected with the input joint and the output joint. The invention can filter the parasitic phonon and photon quasi-particle by adding the low-temperature infrared filter on the signal path, thereby achieving the purpose of protecting the quantum bit. The low-temperature infrared filter can work below a liquid helium temperature zone, and an infrared absorption part made of a high-matching castable epoxy resin wave-absorbing material with a proper dielectric constant is used as a main body of the filter, so that infrared waves mixed in a microwave communication transmission path can be effectively absorbed.)
技术领域
本发明涉及微波射频通讯
技术领域
，具体涉及一种低温红外滤波器。背景技术
量子计算机是一类遵循量子力学规律，进行高速数学和逻辑运算以及处理量子信息的计算机。然而高效与脆弱并存，量子计算机中的超导量子比特芯片工作于mK温区，其量子相干性容易受到环境中非平衡准粒子的影响，连接芯片的每条线路都有可能引入准粒子，使量子比特受损。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温红外滤波器，该低温红外滤波器能够将寄生声子、光子准粒子滤除，对量子比特起到保护作用。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种低温红外滤波器，包括滤波器腔体、安装在滤波器腔体中的滤波组件以及分别安装在滤波器腔体两端开口处的输入接头与输出接头；所述滤波组件包括填充在滤波器腔体中的红外线吸收部以及贯穿安装在红外线吸收部中且两端分别与输入接头、输出接头相连的内导体。
进一步的，所述滤波器腔体的两端开口处分别安装有一绝缘介质板，所述内导体的两端分别穿过两块绝缘介质板后与输入接头、输出接头相连。
进一步的，所述红外线吸收部位于两块绝缘介质板之间。
进一步的，所述红外线吸收部采用可浇铸环氧树脂吸波材料。
进一步的，所述内导体采用铍青铜材料。
进一步的，所述绝缘介质板采用聚四氟乙烯材料。
进一步的，所述输入接头和输出接头采用SMA、N或DIN接头中的任意一种。优选的，所述输入接头和输出接头采用双阴SMA接头。
进一步的，所述滤波器腔体上开设有注入孔和通气孔。
由以上技术方案可知，本发明通过在信号通路上加入低温红外滤波器，能够将寄生声子、光子准粒子滤除，从而可以达到保护量子比特的目的。本发明所述的低温红外滤波器，可工作于液氦温区以下，采用合适介电常数的高匹配的可浇铸环氧树脂吸波材料制成的红外线吸收部作为滤波器的主体，可以有效地吸收掉微波通信传输路径中夹杂的红外波。而且该低温红外滤波器的器件体积小，易于装配调试，低温下性能稳定，能够很好地满足目前相关系统的需求。
附图说明
图1是本发明中低温红外滤波器的结构示意图。
其中：
1、输入接头，2、输出接头，3、滤波器腔体，4、红外线吸收部，5、绝缘介质板，6、内导体，7、通气孔，8、注入孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的一种低温红外滤波器，包括滤波器腔体3、安装在滤波器腔体3中的滤波组件以及分别安装在滤波器腔体3两端开口处的输入接头1与输出接头2。所述滤波组件包括填充在滤波器腔体中的红外线吸收部4以及贯穿安装在红外线吸收部4中且两端分别与输入接头1、输出接头2相连的内导体6。该低温红外滤波器，用于滤除微波通信系统工作时信号通路中产生的不良准粒子的红外光。
进一步的，所述滤波器腔体3的两端开口处分别安装有一绝缘介质板5，所述内导体6的两端分别穿过两块绝缘介质板5后与输入接头1、输出接头2相连。
进一步的，所述红外线吸收部4位于两块绝缘介质板5之间。
进一步的，所述输入接头1和输出接头2采用SMA、N或DIN接头中的任意一种。优选的，为减小滤波器的体积，所述输入接头1和输出接头2采用双阴SMA接头。
进一步的，所述红外线吸收部4采用可浇铸环氧树脂吸波材料，该材料的混合比例与滤波器插入损耗及带外抑制有关。优选的，所述可浇铸环氧树脂吸波材料采用ECCOSORBCR系列，该可浇铸环氧树脂吸波材料在C波段损耗极低，在Ka及以上频段损耗急剧增加。根据可浇铸环氧树脂吸波材料在C波段与Ka波段及以上频段损耗的巨大差距，选择性滤除mK温区的红外线辐射。通过调节不同可浇铸环氧树脂吸波材料的配比，比如说，通过调节ECCOSORB CR-110和stycast2850的混合比例，优选的，将二者的比例设为10:1。其中ECCOSORB CR-110通低频(C波段)，阻高频(Ka波段以上)，stycast2850具有极低的插入损耗，能够缓解低温应力，这样能够控制滤波器插入损耗和带外抑制，有效消除红外辐射，使得滤波器易于生产装配调试。
进一步的，所述滤波器腔体3采用铜材，结构稳定可靠。
进一步的，所述内导体6采用铍青铜材料。
进一步的，所述绝缘介质板5采用聚四氟乙烯材料。所述绝缘介质板5作为支撑部件，一方面用于支撑内导体6，另一方面用于固定红外线吸收部4。
进一步的，所述滤波器腔体3上开设有注入孔8和通气孔7。所述注入孔，用于将可浇铸环氧树脂吸波材料注入到滤波器腔体内，在注入过程中，滤波器腔体中的气体通过通气孔排出。ECCOSORB CR-110和stycast2850混合后，用注射器从注入孔注入到滤波器腔体中，形成红外线吸收部，然后将红外滤波器放入真空腔中，抽真空，抽离混合胶中的残存气体，静置24小时后，将红外滤波器放入液氮，确保无破损，制备完成。
低温下的寄生声子、光子准粒子来自红外热辐射，常用的腔体滤波器无法滤除，本发明采用可浇铸环氧树脂吸波材料(ECCOSORB CR-110)能够吸收低温下这部分红外热辐射。此外，本发明还通过在可浇铸环氧树脂吸波材料(ECCOSORB CR-110)添加stycast2850可以缓解低温应力，并且调节损耗。
考虑到可浇铸环氧树脂吸波材料(ECCOSORB CR-110)在C波段损耗极低，在Ka及以上频段损耗急剧增加；而导热环氧树脂材料stycast2850全频段损耗低，并可以缓解应力，因此，通过将二者按照一定比例混合，能够实现低温下的红外滤波特性。通过混合可浇铸环氧树脂，实现器件低温滤波特性，如ECCOSORB CR-110与stycast2850按10:1或其他比例混合，能够控制滤波器插入损耗和带外抑制，stycast2850的混合能够缓解低温应力影响(应力会影响器件可靠性，还会造成频带偏移)，有效消除红外辐射。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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