Scalable MW generator for quantum applications - Nagy, Rebekka (2021)
Tässä työssä esitellään kahdeksankanavainen, vaihelukittuun silmukkaan perustuva mikroaaltolähde, jonka taajuusalue on 2 GHz−8 GHz. Laitteen etu olemassa oleviin kaupallisiin signaaligeneraattoreihin nähden on kubittien kontrollointiin räätälöity taajuusalue sekä skaalautuvuus - laitteen kahdeksan kanavaa toimivat toisistaan riippumatta, ja useampia laitteita voi pinota päällekkäin. Laitteen toteutuksessa kiinnitettiin erityistä huomiota kohinan ehkäisyyn. Valmiin laitteen kohinatasoksi mitattiin noin −100 dBc/Hz etäisyydellä 1 kHz kantoaallosta ja −145 dBc/Hz etäisyydellä 10 MHz kantoaallosta. Eri kanavien välinen ylikuuluminen oli enimmillään tasoa −60 dB. Kohinaa olisi kenties ollut mahdollista saada vielä alemmas erottamalla piirilevyn signaalit paremmin RF-värähtelijöistä sekä toisistaan, ja käyttämällä enemmän kondensaattoreita suodattamaan jännitteisiä piirilevykerroksia. Kanavien välistä ylikuulumista olisi ollut mahdollista vähentää parantamalla kanavien välistä eristystä. Tämän tekstin alkuosassa pohjustetaan mikroaaltolähteen roolia kvanttilaskennassa kertaamalla vuokubittien toimintaperiaate sekä se, miten kubitteja teoriassa kontrolloidaan mikroaaltojen avulla. Kohinan vaikutusta kubitteihin käsitellään erillisessä kappaleessa, jonka tarkoituksena on perustella mikroaaltolähteelle asetettua alhaisen kohinatason vaatimusta. Tekstin jälkipuoli käsittelee vaihelukitun silmukan toimintaa sekä mikroaaltolähteen toteutusta komponentti- ja piirilevytasolta lopullisiin mittauksiin. Vertailun vuoksi on esitetty myös joidenkin vastaavien kaupallisten laitteiden kohinakäyriä. Lopuksi käydään lyhyesti läpi mikroaaltolähteelle suunnitellut IEC- ja CISPR-standardeihin perustuvat testit, joiden läpäiseminen mahdollistaa EMC-sertifikaatin saamisen laitteelle.