Logo der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt

Modellierung und Messfehleranalyse von stufenförmig synthetisierten Josephson Sinusschwingungen

05.12.2007

Die Synthese von präzisen stufenförmig synthetisierten Josephson Sinusschwingungen für ein quantenbasiertes Wechselspannungsnormal wird durch die Fehler begrenzt, die bei den Übergängen zwischen den quantisierten Spannungsplateaus auftreten. Diese Transienten werden dabei durch mehrere Parameter beeinflusst. Mit einem einfachen Modell, das die Transienten mit einer einzigen Zeitkonstante beschreibt, können die Einflüsse dieser Parameter auf die Transienten untersucht werden. Das Modell ermöglicht auch Vorhersagen über die Abhängigkeiten vom angelegten Steuerstrom oder von der Mikrowellenleistung zu treffen: für stufenförmige Sinusschwingungen mit ansteigender Stufenzahl sollte die Differenz des Effektivwertes einer idealen und einer Sinuswelle mit Transienten nichtlinear abnehmen. Diese Abhängigkeit konnte in Experimenten mit Thermokonvertern bestätigt werden.
In einer Kooperation mit dem Mendeleyev Insitute for Metrology (VNIIM), Russland, wird jetzt an einem verfeinerten Modell gearbeitet, um die Berechenbarkeit der synthetisierten stufenförmigen Sinusschwingung zu verbessern, und bei 1 kHz eine robuste, relative Unsicherheit von einigen 10-6zu erreichen.