論文の概要: Self phase-matched broadband amplification with a left-handed Josephson
transmission line
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.04660v1
- Date: Wed, 12 Jan 2022 19:23:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-01 08:41:01.898535
- Title: Self phase-matched broadband amplification with a left-handed Josephson
transmission line
- Title（参考訳）: 左利きジョセフソン伝送線路を用いた自己位相整合ブロードバンド増幅
- Authors: C. Kow, V. Podolskiy, A. Kamal
- Abstract要約: Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers (J-TWPAs) はマイクロ波信号のブロードバンド量子制限増幅を実現するための有望なプラットフォームである。
左利き(負指数)非線形ジョセフソンメタマテリアルに基づく簡易なJ-TWPA設計を提案する。
4波長混合プロセスの結果としての効率は、より短い回線を持つ数GHz帯域で20dBを超えるゲインを実現することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8057006406834467
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers (J-TWPAs) are promising
platforms for realizing broadband quantum-limited amplification of microwave
signals. However, substantial gain in such systems is attainable only when
strict constraints on phase matching of the signal, idler and pump waves are
satisfied -- this is rendered particularly challenging in the presence of
nonlinear effects, such as self- and cross-phase modulation, which scale with
the intensity of propagating signals. In this work, we present a simple J-TWPA
design based on `left-handed' (negative-index) nonlinear Josephson
metamaterial, which realizes autonomous phase matching \emph{without} the need
for any complicated circuit or dispersion engineering. The resultant efficiency
of four-wave mixing process can implement gains in excess of 20 dB over few GHz
bandwidths with much shorter lines than previous implementations. Furthermore,
the autonomous nature of phase matching considerably simplifies the J-TWPA
design than previous implementations based on `right-handed' (positive index)
Josephson metamaterials, making the proposed architecture particularly
appealing from a fabrication perspective. The left-handed JTL introduced here
constitutes a new modality in distributed Josephson circuits, and forms a
crucial piece of the unified framework that can be used to inform the optimal
design and operation of broadband microwave amplifiers.
- Abstract（参考訳）: Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers (J-TWPAs) はマイクロ波信号のブロードバンド量子制限増幅を実現するための有望なプラットフォームである。
しかし、そのようなシステムの実質的な利得は、信号、アイドラー、ポンプ波の位相マッチングに関する厳密な制約が満たされている場合にのみ達成可能であり、伝播信号の強度にスケールする自己位相変調やクロス位相変調のような非線形効果の存在下では特に困難である。
本稿では, 左利き(負指数)非線形ジョセフソンメタマテリアルをベースとした簡易なJ-TWPA設計を提案する。
4波混合プロセスの結果としての効率は、従来の実装よりもはるかに短い数GHz帯域で20dBを超えるゲインを実現できる。
さらに、位相マッチングの自律性は'右利き'(正のインデックス)ジョセフソンメタマテリアルに基づく従来の実装よりも大幅に単純化され、提案アーキテクチャは特に製造の観点から魅力的である。
ここで導入された左利きJTLは、分散ジョセフソン回路における新しいモダリティを構成し、ブロードバンドマイクロ波増幅器の最適設計と動作を知らせるために使用できる統一フレームワークの重要な部分を形成する。
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