[发明专利]离子阱射频驱动装置

说明书

本申请公开了一种离子阱射频驱动装置，包括：采样模块，用于输出离子阱射频驱动装置的高压信号，并对高压信号进行采样，得到采样信号；整流滤波模块，用于对所述采样信号整流滤波，得到直流电压信号；电压源，用于提供标准电压参考信号；比例积分控制器，用于比较所述直流电压信号和所述标准电压参考信号，得到反馈信号；射频信号源，用于提供本振信号；混频器，用于根据所述本振信号与所述反馈信号，调节射频输出信号，得到射频稳定信号；功率放大器，用于放大所述射频稳定信号，通过所述采样电路输出高压信号，以此确保较大的射频电压增益和较高的信噪比。

技术领域

本申请涉及量子计算技术领域，尤其涉及一种离子阱射频驱动装置。

背景技术

离子阱在工作时电极上所加射频电压频率通常为10~100MHz，电压幅值在100~1000V的量级。一般采用螺旋谐振腔作为射频信号的电压放大装置。同时其本身也是极好的无源带通滤波器，可以有效抑制射频信号的高次谐波成分。

在实现现有技术的过程中，发明人发现：

螺旋谐振腔驱动离子阱电极上产生高压信号进行离子囚禁时，离子阱对驱动电路波动特别敏感，射频电位决定了捕获离子的谐波振荡频率，稳定的射频电位有利于离子阱实现较好的囚禁效果。目前的离子囚禁系统中，放大器增益波动、谐振腔振动和系统温度漂移等因素对谐振腔射频电压稳定性的影响是亟待解决的问题。

因此，需要提供一种采样电路和反馈电路尽可能不影响谐振器的Q值，同时能为离子阱提供稳定的射频电压的相关技术方案。

发明内容

本申请实施例提供一种采样电路和反馈电路尽可能不影响谐振器的Q值，能为离子阱提供稳定的射频电压的相关技术方案，用以解决目前的离子囚禁系统中，放大器增益波动、谐振腔振动和系统温度漂移等因素影响谐振腔射频电压稳定性的技术问题。

本申请提供的一种离子阱射频驱动装置，包括：

采样模块，用于输出离子阱射频驱动装置的高压信号，并对高压信号进行采样，得到采样信号；

与所述采样模块电连接的整流滤波模块，用于对所述采样信号整流滤波，得到直流电压信号；

电压源，用于提供标准电压参考信号；

与所述整流滤波模块、所述电压源电连接的比例积分控制器，用于比较所述直流电压信号和所述标准电压参考信号，得到反馈信号；

射频信号源，用于提供本振信号；

与所述比例积分控制器、所述射频信号源电连接的混频器，用于根据所述本振信号与所述反馈信号，调节射频输出信号，得到射频稳定信号；

与所述混频器、所述采样电路电连接的功率放大器，用于放大所述射频稳定信号，通过所述采样电路输出高压信号。

进一步的，所述采样模块包括电容式分频器、第一RC串联电路、第二RC串联电路；

所述电容式分频器包括分频输入端、第一分频输出端、第二分频输出端；

所述分频输入端与所述功率放大器连接；

所述第一分频输出端分别与所述第一RC串联电路的一端、所述整流滤波电路连接；

所述第二分频输出端与所述第二RC串联电路的一端连接；

所述第一RC串联电路的另一端、所述第二RC串联电路的另一端分别接地连接；

其中，所述第一RC串联电路与所述第二RC串联电路的元器件参数相同。

进一步的，所述第一RC串联电路包括第一电阻、第一电容；

所述第二RC串联电路包括第二电阻、第二电容；

所述第一电阻的一端与所述第一分频输出端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地连接；

所述第二电阻的一端与所述第二分频输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地连接。