An analysis method for transmission measurements of superconducting resonators with applications to quantum-regime dielectric-loss measurements
Notice bibliographique
Résumé
Superconducting resonators provide a convenient way to measure loss tangents of various dielectrics at low temperature. For the purpose of examining the microscopic loss mechanisms in dielectrics, precise measurements of the internal quality factor at different values of energy stored in the resonators are required. Here, we present a consistent method to analyze a LC superconducting resonator coupled to a transmission line. We first derive an approximate expression for the transmission S-parameter S21(ω), with ω the excitation frequency, based on a complete circuit model. In the weak coupling limit, we show that the internal quality factor is reliably determined by fitting the approximate form of S21(ω). Since the voltage V of the capacitor of the LC circuit is required to determine the energy stored in the resonator, we next calculate the relation between V and the forward propagating wave voltage Vin+, with the latter being the parameter controlled in experiments. Due to the dependence of the quality factor on voltage, V is not simply proportional to Vin+. We find a self-consistent way to determine the relation between V and Vin+, which employs only the fitting parameters for S21(ω) and a linear scaling factor. We then examine the resonator transmission in the cases of port reflection and impedance mismatch. We find that resonator transmission asymmetry is primarily due to the reflection from discontinuity in transmission lines. We show that our analysis method to extract the internal quality factor is robust in the non-ideal cases above. Finally, we show that the analysis method used for the LC resonator can be generalized to arbitrary weakly coupled lumped and distributed resonators. The generalization uses a systematic approximation on the response function based on the pole and zero which are closest to the resonance frequency. This Closest Pole and Zero Method is a valuable tool for analyzing physical measurements of high-Q resonators.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».