【四级高频脉冲管制冷机和焦耳-汤普逊制冷机组成的1K温区复合制冷机研究：理论分析和模拟部分】【SCI 检索号: 000663476200008】

 

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【论文摘要翻译】

　　本文针对由一台四级高频脉冲管制冷机和一台焦耳-汤姆逊制冷机组成的复合制冷机开展了系统的理论分析。复合制冷机中的四级高频脉冲管制冷机为焦耳-汤姆逊制冷机提供必要的预冷量，后者致力于获取1.0K温度。描述了复合制冷机的结构设计，其中重点聚焦于其工作机制。发展了焓流模型和质量流率模型，并将二者结合以研究制冷性能。详细阐述了理想总制冷能力及其随制冷机最后两级的预冷温度及上游压力的变化特性。发现为了使该复合制冷机在目标制冷温度的制冷能力最大化，由四级高频脉冲管制冷机所提供的理想末级预冷温度应处于8K左右，理想的上游压力应为0.36MPa。最后，考虑了该焦耳-汤姆逊制冷机的换热器效率以研究该复合制冷机接近实际情况的性能。给定末级换热器的效率为97%，在四级高频脉冲管制冷机及焦耳-汤姆逊制冷机中分别使用氦-4和氦-3工质，在1.0K能够获得14.7mW的制冷量。上述结果意味着，所建议的复合制冷机将成为冷却超导纳米线单光子探测器的有希望的候选者，以支撑其在下一代空间量子信息技术中的潜在应用。