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2002 multimeter [34] Keithley 0.0006%2 AC resistance bridge(ASLF900)35] ASL 0.01mK 4.2-10K:±5mK Cernoxsensor(CX-1050-CU-HT-1.4L) Lakeshore 10-20K:±6mK 36 20-30K:±9mK RIRT censor(NPL-calibrated) Tinsley 0.3mK NPL1&NPL2 37] 2.2实火验步骤 本文中微波谐振频率测量采用降温法(动态法)和控温法(静态法)两种实验测量方案。方案 1:需要将整个恒温器从室温降温到低温并同时进行微波频率采集;方案2:将准球形谐振腔降温 到目标温度,并进行单个点的温度控制和微波频率采集。 具体步骤如下: I)记录系统中各个温度计的读数温度T。动态法中,谐振腔温度值的心-Cernox温度计进行测 量:静态法中,谐振腔温度值由NPL1标准铑铁电阻温度计确定,其国国家物理实验室标定, 详见文献B7第三章节部分。 2)微波发射功率为-10dBm,多个微波模式下的S1数据按照微波谐振频率由低到高连续循环 采集(比如,“TM11-TE11-TM12-TE13”)。动态测量时谐振腔温度变化快,为实时响应温度变 化、保证微波谐振频率拟合结果收敛,应加快频率扫描速度, 扫描带宽设为50Hz:静态测量时, 为降低微波测量噪声,提高微波谐振频率测量精度,应降低频率扫描速度,扫描带宽设为5Hz。 3)采用公式2实时拟合散射参数,并记录相成模式的微波谐振频率、半宽度等数据。对于静态 法,完成一个目标温度的测量后,需重复上述相应测过程,直到覆盖整个研究温区(4.3K-26 K)。 为了检验系统的可靠性,本文中我们采用两种实验方案开展了多轮独立重复实验。 3实火验结果 3.1降温实验结果 为了消除随机误差的影响得到可靠的结论,我们多次重复了降温过程并进行计算,为了使整 个实验装置降温到最低温度需要在降温过程开始之前向实验装置中添加氢-4气体,如图2中蓝色 部分所示。而所充人氢4气体的量会影响降温速度,本文中研究的不同轮实验的降温过程如图3所 示,可以看到从室温299K到5K的降温过程持续约30小时,具体时间由室温起始温度和所充入 氨-4气体的量获通,当起始充入的氨-4气体越多时,实验装置降温越快。图中红线为Ru12轮实验, 此时的降温过程巾水冷机发生了短暂暂停后并重启,因此如图中所示重启后的降温速率有所减慢。 Run9到Runl7之间其他轮实验中由于停电导致制冷机停机、降温中断,未传输、保存温度数据,降 温过快导致个别微波模式数据不收敛等原因,在降温过程中均未采集完整、有效的降温数据,为此, 本文中研究了如下四轮(Run9、Runl0、Runl2、Runl7)降温数据。2002 multimeter [34] Keithley 0.0006% Ω AC resistance bridge (ASLF900) [35] ASL 0.01 mK Cernox sensor (CX-1050-CU-HT-1.4L) [36] Lakeshore 4.2-10 K: ±5 mK 10-20 K: ±6 mK 20-30 K: ±9 mK RIRT censor (NPL-calibrated)— NPL1&NPL2 [37] Tinsley 0.3 mK 2.2 实验步骤 本文中微波谐振频率测量采用降温法(动态法)和控温法(静态法)两种实验测量方案。方案 1:需要将整个恒温器从室温降温到低温并同时进行微波频率采集;方案 2:将准球形谐振腔降温 到目标温度,并进行单个点的温度控制和微波频率采集。 具体步骤如下: 1)记录系统中各个温度计的读数温度 T。动态法中,谐振腔温度值由 T10-Cernox 温度计进行测 量;静态法中,谐振腔温度值由 NPL1 标准铑铁电阻温度计确定,其由英国国家物理实验室标定, 详见文献[37]第三章节部分。 2)微波发射功率为-10 dBm,多个微波模式下的 S21数据按照微波谐振频率由低到高连续循环 采集(比如,“TM11-TE11-TM12-TE13”)。动态测量时,谐振腔温度变化快,为实时响应温度变 化、保证微波谐振频率拟合结果收敛,应加快频率扫描速度,扫描带宽设为 50 Hz;静态测量时, 为降低微波测量噪声,提高微波谐振频率测量精度,应降低频率扫描速度,扫描带宽设为 5 Hz。 3)采用公式 2 实时拟合散射参数,并记录相应模式的微波谐振频率、半宽度等数据。对于静态 法,完成一个目标温度的测量后,需重复上述相应测控过程,直到覆盖整个研究温区( 4.3 K-26 K)。 为了检验系统的可靠性,本文中我们采用两种实验方案开展了多轮独立重复实验。 3 实验结果 3.1 降温实验结果 为了消除随机误差的影响,得到可靠的结论,我们多次重复了降温过程并进行计算,为了使整 个实验装置降温到最低温度,需要在降温过程开始之前向实验装置中添加氦-4 气体,如图 2 中蓝色 部分所示。而所充入氦-4 气体的量会影响降温速度,本文中研究的不同轮实验的降温过程如图 3 所 示,可以看到从室温 299 K 到 5 K 的降温过程持续约 30 小时,具体时间由室温起始温度和所充入 氦-4 气体的量决定,当起始充入的氦-4 气体越多时,实验装置降温越快。图中红线为 Run12 轮实验, 此时的降温过程中水冷机发生了短暂暂停后并重启,因此如图中所示重启后的降温速率有所减慢 。 Run9 到 Run17 之间其他轮实验中由于停电导致制冷机停机、降温中断,未传输、保存温度数据,降 温过快导致个别微波模式数据不收敛等原因,在降温过程中均未采集完整、有效的降温数据,为此 , 本文中研究了如下四轮(Run9、Run10、Run12、Run17)降温数据。 录用稿件,非最终出版稿
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