KIP-Veröffentlichungen

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Messaufbau zur Charakterisierung von Mikrowellen-SQUID-Multiplexern entwickelt, der einen Experimentierhalter zur Integration eines Multiplexers in einen kryogenen Messaufbau und ein Messprogramm zur automatisierten Datenaufnahme umfasst. Der entworfene Messaufbau wurde dazu verwendet, zwei Multiplexer anhand ihrer charakteristischen Parameter zu untersuchen, die mit Hilfe eines dafür vorgesehenen Algorithmus aus den aufgezeichneten Daten des frequenzabhängigen Streuparameters S21(f) für die Mikrowellenresonatoren der einzelnen Multiplexerkanäle gewonnen wurden. Die Ergebnisse werden beim Vergleich der unterschiedlichen Kanäle sowohl auf ihre Homogenität überprüft als auch im Hinblick auf die Designparameter und numerische Simulationswerte diskutiert. Darüber hinaus ergaben die Messdaten eine zunächst unerwartete Abhängigkeit der intrinsischen Güte der Resonatoren vom magnetischen Fluss in den SQUIDs, von denen jedes innerhalb des zugehörigen Multiplexerkanals induktiv an einen Resonatorgekoppelt ist. Für diese Beobachtung werden mögliche Erklärungsansätze diskutiert. Anhand von weiteren Messungen, die an einem der beiden Multiplexer für verschiedene Leistungen des zur Auslesung der Multiplexer verwendeten Hochfrequenzsignals durchgeführt wurden, wird die Leistungsabhängigkeit der charakteristischen Parameter des Multiplexers untersucht.

Within this thesis a measurement setup was developed which allows to characterize microwave SQUID multiplexers efficiently. This setup includes an experimental sample holder for integrating a multiplexer into a cryogenic setup and a software application for automated data acquisition. The designed measurement setup was used to investigate the characteristic parameters of two multiplexers developed within this working group. The parameters were extracted from recorded data of the frequency-dependent scattering parameter S21(f) for the microwave resonators of the single multiplexer channels by means of a dedicated algorithm. Comparing the different channels the results are checked for homogeneity as well as discussed with respect to the design parameters and values from numeric simulations. Furthermore the measured data revealed an a priori unexpected dependence of the intrinsic quality factor of the resonators on the magnetic flux in the SQUIDs, each of them inductively coupled to a resonator within the appropriate multiplexer channel. For this observation possible explanations are discussed. Based on further measurements which were taken for one of the examined multiplexers at different values of the power of the radio frequency signal used to readout the multiplexers the power-dependence of the characteristic parameters of the multiplexer is investigated.