KIP-Veröffentlichungen

dc-SQUIDs werden erfolgreich in kryogenen Teilchendetektoren wie magnetischen Mikrokalorimetern (MMCs) eingesetzt. Der Rauschbeitrag der SQUIDs ist jedoch ein wichtiger Faktor, der die Energieauflösung der MMCs begrenzen kann. In dieser Arbeit verfolgen wir zwei Ansätze, um das Rauschen in zweistufigen SQUID-Aufbauten zu adressieren. Einerseits untersuchen wir die Dämpfung parasitärer Resonanzen, um das Rauschen der SQUIDs zu verbessern. Hierbei konzentrieren wir uns auf den Rauschbeitrag von Einkoppelspulen, die zur Dämpfung parasitärer Resonanzen als verlustbehaftete Übertragungsleitungen implementiert sind und bereits zuvor in der Arbeitsgruppe hergestellt wurden. In unseren Rauschmessungen bei 8mK konnten wir keinen signifikanten zusätzlichen Rauschbeitrag der verlustbehafteten Einkoppelspulen feststellen, was zu weiteren Experimenten in dieser Richtung ermutigt. Als zweiten Ansatz haben wir auf der Anwendungsseite ein Programm zur automatischen Abstimmung und Charakterisierung von zweistufigen SQUIDAufbauten unter Verwendung der Magnicon XXF-1 SQUID-Elektronik entwickelt, mit dem Ziel, das SQUID-Rauschen zu reduzieren und den Zeitaufwand in Detektoranwendungen zu verringern. Das Programm ermöglicht auch die Verwendung eines Struck SIS3316-ADC über eine gemeinsame Programmierschnittstelle. Mit dem Programm stellen wir ein Werkzeug zur Verfügung, um anwendungsspezifische Gütekriterien zu berücksichtigen, als Kombination aus z.B. Rauschunterdrückung, Reduzierung des SQUID-Heizens oder Robustheit gegen Arbeitspunktdrift. Der Zeitbedarf pro Kanal beträgt ca. 5 Minuten und das Programm wird derzeit bereits im QUARTET-Projekt verwendet.

dc-SQUIDs are used successfully in the readout of cryogenic particle detectors, such as magnetic micro-calorimeters (MMCs). However, the noise contribution of the SQUIDs can be a major factor limiting the MMC energy resolution. In this thesis, we take two approaches to address the noise in two-stage SQUID setups. Firstly, on the fabrication side, we investigate the damping of parasitic resonances to improve the SQUID performance. Here, we focus on the noise contribution of input coils that are implemented as a lossy transmission line to damp parasitic resonances, and which were previously fabricated within the working group. In our noise measurements at 8mK, we do not find a significant additional noise contribution of the lossy input coils, encouraging further experiments in this direction. Secondly, on the application side, with the aim of reducing the SQUID noise as well as reducing the time requirement in detector applications, we have developed a program to automatically tune and characterize two-stage SQUID setups using the Magnicon XXF-1 SQUID electronics. In the program, we also allow for a Struck SIS3316-ADC to be used, via a common programming interface. With the program we provide a toolbox to account for an application-specific figure of merit, as a combination of noise reduction, reduction of SQUID heating or robustness against working point drift. The time requirement per channel is around 5 minutes. This program is already being applied in the QUARTET project.