2017 Fiscal Year Final Research Report

Microwave Multiplexers in Matryoshka Manner for Large-Format Superconducting Detector Arrays with Small & Simple Cryocoolers

Research Project

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Project/Area Number	15H02251
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Research Field	Electron device/Electronic equipment
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	Kohjiro Satoshi 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ付 (60356962)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山森弘毅国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (00358293) 平山文紀国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (10357866) 佐藤昭国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30357149) 永沢秀一国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 招聘研究員 (50500584) 福田大治国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (90312991) 佐藤泰国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (90357153) 大野雅史東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90391896)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	Microwave Multiplexer / 周波数多重読出回路 / 超伝導検出器 / 多画素化 / 超伝導マイクロ波共振器 / SQUID(超伝導量子干渉素子) / TES(超伝導転移端センサ) / クロストーク
Outline of Final Research Achievements	Superconducting microwave multiplexers (MW-Mux) are attracting much attention for decreasing the heat load to the cryocooler for superconducting detector arrays (SDA), which provide much lower noise than other detectors such as semiconductor-based, but also disadvantage such as smaller detection area and resulting longer measurement time. We have proposed a new-type MW-Mux that relaxes a restriction of number of pixels multiplexed on a readout line U attributed to the bandwidth or spurious-free power of a room-temperature electronics in a conventional MW-Mux. In our new MW-Mux, U can be increased up to the potential value that wideband cryogenic circuits can provide. We have demonstrated noise and inter-pixel crosstalk of the prototype are equal to those of a conventional MW-Mux. This result will open the door to the large format SDA implemented in a future high-resolving and compact spectrometer in x-ray and optical regions.
Free Research Field	超伝導エレクトロニクス