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

Research Project

Project/Area Number 15H02251
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionNational 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
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥44,200,000 (Direct Cost: ¥34,000,000、Indirect Cost: ¥10,200,000)
Fiscal Year 2017: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Fiscal Year 2016: ¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000)
Fiscal Year 2015: ¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
KeywordsMicrowave 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 / 多画素化(アレイ化) / 超伝導材料・素子 / 電子デバイス・機器 / 量子エレクトロニクス / 計測工学 / 微小共振器 / SQUID(超伝導量子干渉素子) / TES(超伝導転移端センサ) / 多画素化(アレイ化)
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.

Report

(5 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Products Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2021 2019 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 6 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results)

  • [Journal Article] Frequency-domain cascading microwave superconducting quantum interference device multiplexers; beyond limitations originating from room-temperature electronics2018

    • Author(s)
      Kohjiro Satoshi、Hirayama Fuminori
    • Journal Title

      Superconductor Science and Technology

      Volume: 31 Issue: 3 Pages: 035005-035005

    • DOI

      10.1088/1361-6668/aaa3c1

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      H. Nakashima, F. Hirayama, S. Kohjiro, H. Yamamori, S. Nagasawa, N. Y. Yamasaki, K. Mitsuda
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express

      Volume: 14 Issue: 11 Pages: 20170271-20170271

    • DOI

      10.1587/elex.14.20170271

    • NAID

      130005695877

    • ISSN
      1349-2543
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      T. Irimatsugawa, F. Hirayama, H. Yamamori, S. Kohjiro, A. Sato, S. Nagasawa, D. Fukuda, M. Hidaka, Y. Sato, M. Ohno, H. Takahashi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 27 Issue: 4 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2016.2637865

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      F. Hirayama, T. Irimatsugawa, H. Yamamori, S. Kohjiro, A. Sato, S. Nagasawa, D. Fukuda, H. Sasaki, M. Hidaka, Y. Sato, M. Ohno, H. Takahashi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 27 Issue: 4 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2016.2638082

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      パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
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      Y. Nakashima, F. Hirayama, S. Kohjiro, H. Yamamori, S. Nagasawa, A. Sato, H. Hayashi, H. Muramatsu, N. Y. Yamasaki, K. Mitsuda
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      H. Yamamori, T. Irimatsugawa, F. Hirayama, A. Sato, S. Kohjiro, Y. Nakashima, H. Ishino
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      産総研、茨城県つくば市
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      Y. Nakashima, F. Hirayama, H. Yamamori, T. Irimatusgawa, S. Kohjiro, N. Y. Yamasaki, K. Mitsuda
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      中島裕貴、平山文紀、神代暁、山森弘毅、入松川知也、山崎典子、満田和久
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      電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会
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      東北大学、宮城県仙台市
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      2016-10-26
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      T. Irimatsugawa, F. Hirayama, H. Yamamori, S. Kohjiro, A. Sato, S. Nagasawa, D. Fukuda, M. Hidaka, Y. Sato, M. Ohno, H. Takahashi
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      Applied Superconductivity Conference 2016
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      Colorado Convention Center, Denver, アメリカ合衆国
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    • Industrial Property Rights Holder
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Published: 2015-04-16   Modified: 2022-04-15  

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