技术特征：
1.一种基于双节四分之一波长变换线的阻抗匹配约瑟夫森参量放大器，其特征在于，包括输入输出端口（101）、阻抗匹配传输线（102）、非线性lc谐振器（103）和直流偏置线（104），其中：阻抗匹配传输线（102）一端与输入输出端口（101）连接，另一端与非线性lc谐振器（103）连接；非线性lc谐振器（103）另一端连接直流偏置线（104）；所述阻抗匹配传输线（102）由两段的四分之一波长传输线（201和202）构成，采用共面波导传输线形式，共面波导中心导体宽度与缝隙宽度根据所需阻抗值进行调整，具体设计规则如下：设两段四分之一波长变换线的特征阻抗为z1和z2，输入输出端口（101）和非线性lc谐振器（103）的阻抗为z0、z
l
，则当z
l
≤24ω 时，z2设置为常规硅基共面波导结构工艺上可实现的最小特征阻抗值，z1值由z
1*
z
2 = z
0*
z
l
确定；当z
l
＞24ω时，z1、z2值由和z
1*
z
2 = z
0*
z
l
确定。2.根据权利要求1所述的基于双节四分之一波长变换线的阻抗匹配约瑟夫森参量放大器，其特征在于，所述四分之一波长传输线（201和202）采用铝或铌材料，厚度为70nm~120nm。3.根据权利要求1所述的基于双节四分之一波长变换线的阻抗匹配约瑟夫森参量放大器，其特征在于，非线性lc谐振器（103）包括电容器部分和电感器部分，两者是并联关系，其中电容部分采用平板电容（301），电感部分采用两个超导约瑟夫森结并联组成的直流超导量子干涉仪（302）构成等效电感器，平板电容（301）连接阻抗匹配传输线（102），直流超导量子干涉仪（302）的闭合环路处连接直流偏置线（104），通过调节直流偏置线（104）的电流，改变直流超导量子干涉仪（302）环路中的磁通，来实现非线性lc谐振器（103）的频率调节。4.根据权利要求3所述的基于双节四分之一波长变换线的阻抗匹配约瑟夫森参量放大器，其特征在于，所述平板电容（301）上极板为铝，下极板为铌或铝，介质层为氮化硅。5.根据权利要求1所述的基于双节四分之一波长变换线的阻抗匹配约瑟夫森参量放大器，其特征在于，所述输入输出端口（101）是同一个端口，信号通过输入输出端口（101）进入，放大后通过输入输出端口（101）输出，在输入输出端口（101）接微波环形器实现输入输出信号分离。6.根据权利要求3所述的基于双节四分之一波长变换线的阻抗匹配约瑟夫森参量放大器，其特征在于，所述输入输出端口（101）、阻抗匹配传输线（102）、非线性lc谐振器的平板电容（201）的下极板和直流偏置线（104）采用紫外光刻工艺一次曝光一次刻蚀制备出图形，平板电容介质层由等离子增强化学气相沉积生长，并由紫外光刻工艺一次曝光和一次刻蚀制备，平板电容上极板由紫外光刻工艺、电子束蒸发工艺和剥离工艺制备，非线性lc谐振器的直流超导量子干涉仪（302）采用紫外光刻或电子束光刻、双角度电子束蒸发工艺制备。7.一种微波纠缠光源，其特征在于，集成权利要求1-6任一项所述的阻抗匹配约瑟夫森参量放大器，实现参量转换功能。8.一种超导量子多比特的状态测量方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的阻抗匹配约瑟夫森参量放大器，实现参量放大功能。
技术总结
本发明公开了一种基于双节四分之一波长变换线的阻抗匹配约瑟夫森参量放大器，包括输入输出端口、阻抗匹配传输线、非线性LC谐振器和直流偏置线，其中阻抗匹配传输线由两段的四分之一波长传输线构成，采用共面波导传输线形式，共面波导中心导体宽度与缝隙宽度根据所需阻抗值进行调整。本发明有效降低了阻抗匹配部分结构设计复杂度，实现非线性谐振器与外部传输线的阻抗匹配，总的谐振频率在较大范围内连续可调，器件性能优异可靠。器件性能优异可靠。器件性能优异可靠。
技术研发人员：孙国柱 左权 江俊良 张凯旋 许问渠 魏兴雨 郭婷婷 周天石 李子硕 王硕 盛怡凡 曹春海 吴培亨
受保护的技术使用者：南京大学
技术研发日：2022.05.07
技术公布日：2022/6/24