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              基于JT Valve技術的閉環ST-500恒溫器研制成功

              ST-500低溫恒溫器是一款頂級的顯微鏡型恒溫器,低膨脹系數材料結合環形汽化器以及優化的內部隔振措施使得該款恒溫器的振動和漂移水平極低(小于10nm),緊湊型設計滿足短焦距顯微物鏡要求,易于匹配各種顯微鏡和商用Raman光譜儀,可用作單量子/單分子測試低溫平臺,選配大樣品腔容納納米定位臺、物鏡和金剛石壓砧,增加snout組件可匹配超導磁體、電磁鐵或永磁體。

                  基于最新低溫科技成果,Janis開發出基于JT valve技術的氦氣循環型恒溫器,可將開環型ST-500升級為閉環型ST-500系統,無需消耗液氦即可獲得4K甚至更低的溫度。閉環型ST-500恒溫器包括兩套閉環氣路,其中一個閉環氣路是由冷頭、氦氣管線和壓縮機組成的4K制冷機循環系統。另一個閉環氣路是包括JT valve在內的氦氣循環型恒溫器、超絕熱柔性管線、ST-500恒溫器/插件和氣體處理系統構成的閉環系統。利用4K制冷機的冷量將氦氣循環型恒溫器管道里進行預冷,然后通過JT valve節流膨脹獲得1.5K左右的超流液氦,經絕熱柔性管線進入ST-500恒溫器的環形汽化器內汽化,汽化后的氦氣通過氣體處理系統再回到氦氣循環型恒溫器里,周而復始,ST-500恒溫器可長時間連續工作在4K甚至3K以下的低溫。

                  無論是采用GM制冷機還是采用Pulse tube制冷機,絕熱柔性管線都可以很好地將冷頭和壓縮機的振動與ST-500恒溫器隔離開。閉環ST-500恒溫器不僅保持了開環ST-500恒溫器超低振動/漂移、輕質操作方便、易與顯微鏡和Raman光譜儀、超導磁體集成等特性外,完全不消耗液氦,使用費用大大降低。此外,閉環ST-500恒溫器可連續長時間工作而不受液氦存儲杜瓦容量的限制,這對需要進行長時間連續實驗至關重要,可用于冷卻單量子點單光子源、單光子探測器、微腔和光纖的量子耦合、量子存儲和量子調控等。閉環ST-500恒溫器首次降溫大約2.5小時降至5K左右,換樣時可以將氦氣循環型恒溫器處于運行狀態,這樣換樣后再降溫的時間可以大大減少,僅需40分鐘左右即可降到5K左右,極大提高了恒溫器的使用效率。采用1.5W@4.2K的制冷機的閉環ST-500顯微鏡恒溫器制冷機在4.2K時制冷量超過120mW。



              閉環ST-500顯微鏡恒溫器裝置圖


                     閉環ST-500顯微鏡恒溫器初始降溫過程               閉環ST-500顯微鏡恒溫器換樣后降溫過程


                采用不同冷頭的閉環ST-500顯微鏡恒溫器熱負載曲線對比



              閉環ST-500顯微鏡恒溫器振動測試數據


               2017-12-30

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