초전도 공진기 비축퇴 펌핑 증폭

초전도 공진기 파라메트릭 증폭기는 다양한 기초 물리학 실험 및 응용 분야에서 중요한 역할을 할 잠재력이 있습니다. 본 연구는 파라메트릭 증폭기 설계의 주요 과제인 증폭 대역 내 불연속적인 이득과 펌프 신호 제거 문제를 해결하기 위해 비축퇴 펌프를 활용한 새로운 작동 방식을 제안하고 구현했습니다. NbN 박막 기반의 반파 공진기 증폭기를 사용하여 비축퇴 펌핑 방식을 실험적으로 시연했습니다. 피크 이득 26 dB, 3-dB 대역폭 0.5 MHz를 측정했으며, 두 개의 비축퇴 펌프 신호는 피크 이득 주파수 위아래로 약 10 대역폭 떨어진 곳에 위치시켰습니다. 비축퇴 펌핑 방식은 기존의 축퇴 펌핑 방식에 비해 시간 경과에 따른 이득 변화가 4배 더 안정적인 것으로 나타났습니다. 또한, 약 4 K 환경에서 신뢰할 수 있는 증폭이 가능하며, 교차 고조파 증폭에도 적합하여 NbN 공진기 파라메트릭 증폭기의 유연성을 유지합니다. 서로 다른 주파수의 펌프 신호를 사용함으로써 신호음이 아이들러음과 축퇴될 때 위상 민감 증폭이 가능함을 확인했습니다. 이 조건에서 23 dB의 이득과 6 dB의 스퀴징 비율을 측정했습니다.