[發(fā)明專利]離子阱射頻驅(qū)動(dòng)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211038194.5
• 申請(qǐng)日: 2022-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115458386A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉紅喜;周卓俊;黃毛毛;韓琢;羅樂(lè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)開(kāi)啟科量子技術(shù)（北京）有限公司;啟科量子技術(shù)（珠海）有限公司
• 主分類號(hào): H01J49/42
• 分類號(hào): H01J49/42;H01J49/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種離子阱射頻驅(qū)動(dòng)裝置，包括：采樣模塊，用于輸出離子阱射頻驅(qū)動(dòng)裝置的高壓信號(hào)，并對(duì)高壓信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)；整流濾波模塊，用于對(duì)所述采樣信號(hào)整流濾波，得到直流電壓信號(hào)；電壓源，用于提供標(biāo)準(zhǔn)電壓參考信號(hào)；比例積分控制器，用于比較所述直流電壓信號(hào)和所述標(biāo)準(zhǔn)電壓參考信號(hào)，得到反饋信號(hào)；射頻信號(hào)源，用于提供本振信號(hào)；混頻器，用于根據(jù)所述本振信號(hào)與所述反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)射頻輸出信號(hào)，得到射頻穩(wěn)定信號(hào)；功率放大器，用于放大所述射頻穩(wěn)定信號(hào)，通過(guò)所述采樣電路輸出高壓信號(hào)，以此確保較大的射頻電壓增益和較高的信噪比。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及量子計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種離子阱射頻驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)

離子阱在工作時(shí)電極上所加射頻電壓頻率通常為10~100MHz，電壓幅值在100~1000V的量級(jí)。一般采用螺旋諧振腔作為射頻信號(hào)的電壓放大裝置。同時(shí)其本身也是極好的無(wú)源帶通濾波器，可以有效抑制射頻信號(hào)的高次諧波成分。

在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：

螺旋諧振腔驅(qū)動(dòng)離子阱電極上產(chǎn)生高壓信號(hào)進(jìn)行離子囚禁時(shí)，離子阱對(duì)驅(qū)動(dòng)電路波動(dòng)特別敏感，射頻電位決定了捕獲離子的諧波振蕩頻率，穩(wěn)定的射頻電位有利于離子阱實(shí)現(xiàn)較好的囚禁效果。目前的離子囚禁系統(tǒng)中，放大器增益波動(dòng)、諧振腔振動(dòng)和系統(tǒng)溫度漂移等因素對(duì)諧振腔射頻電壓穩(wěn)定性的影響是亟待解決的問(wèn)題。

因此，需要提供一種采樣電路和反饋電路盡可能不影響諧振器的Q值，同時(shí)能為離子阱提供穩(wěn)定的射頻電壓的相關(guān)技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種采樣電路和反饋電路盡可能不影響諧振器的Q值，能為離子阱提供穩(wěn)定的射頻電壓的相關(guān)技術(shù)方案，用以解決目前的離子囚禁系統(tǒng)中，放大器增益波動(dòng)、諧振腔振動(dòng)和系統(tǒng)溫度漂移等因素影響諧振腔射頻電壓穩(wěn)定性的技術(shù)問(wèn)題。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N離子阱射頻驅(qū)動(dòng)裝置，包括：

采樣模塊，用于輸出離子阱射頻驅(qū)動(dòng)裝置的高壓信號(hào)，并對(duì)高壓信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)；

與所述采樣模塊電連接的整流濾波模塊，用于對(duì)所述采樣信號(hào)整流濾波，得到直流電壓信號(hào)；

電壓源，用于提供標(biāo)準(zhǔn)電壓參考信號(hào)；

與所述整流濾波模塊、所述電壓源電連接的比例積分控制器，用于比較所述直流電壓信號(hào)和所述標(biāo)準(zhǔn)電壓參考信號(hào)，得到反饋信號(hào)；

射頻信號(hào)源，用于提供本振信號(hào)；

與所述比例積分控制器、所述射頻信號(hào)源電連接的混頻器，用于根據(jù)所述本振信號(hào)與所述反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)射頻輸出信號(hào)，得到射頻穩(wěn)定信號(hào)；

與所述混頻器、所述采樣電路電連接的功率放大器，用于放大所述射頻穩(wěn)定信號(hào)，通過(guò)所述采樣電路輸出高壓信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述采樣模塊包括電容式分頻器、第一RC串聯(lián)電路、第二RC串聯(lián)電路；

所述電容式分頻器包括分頻輸入端、第一分頻輸出端、第二分頻輸出端；

所述分頻輸入端與所述功率放大器連接；

所述第一分頻輸出端分別與所述第一RC串聯(lián)電路的一端、所述整流濾波電路連接；

所述第二分頻輸出端與所述第二RC串聯(lián)電路的一端連接；

所述第一RC串聯(lián)電路的另一端、所述第二RC串聯(lián)電路的另一端分別接地連接；

其中，所述第一RC串聯(lián)電路與所述第二RC串聯(lián)電路的元器件參數(shù)相同。

進(jìn)一步的，所述第一RC串聯(lián)電路包括第一電阻、第一電容；

所述第二RC串聯(lián)電路包括第二電阻、第二電容；

所述第一電阻的一端與所述第一分頻輸出端連接，所述第一電阻的另一端與所述第一電容的一端連接，所述第一電容的另一端接地連接；

所述第二電阻的一端與所述第二分頻輸出端連接，所述第二電阻的另一端與所述第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端接地連接。