新一代的Triton无液氦稀释制冷机系统——强劲制冷功率、低振动助力量子技术和极低温物理研究

Triton无液氦稀释制冷机在全球已经安装了超过260套系统,广泛应用于全球领先的凝聚态物理研究,特别是针对于先进计算,量子技术,自旋电子学和光学等领域。新一代的Triton系统在继续提供领先的性能和可靠性的同时,具有更强的制冷功率,操作更加简单、用户接口更多和实验空间更大。

  • New generation 2016 Triton dilution refrigerator
  • 更高的制冷功率 – 最新的第7代高功率稀释制冷单元制冷功率在100 mK时可达 500 µW ,20 mK 时 可达15 µW,制冷功率增加的同时不需要增加额外的3He 成本

  • 更大的实验空间 – 具有一个全新设计的290毫米混合室大尺寸冷盘,可以提供Ø290×240mm的样品空间。在其它各级冷盘上也扩展了更多的空间,这意味着具有可以更好的为布线、滤波、信号衰减等RF信号链组件提供便捷安装;同时,也使得安装更大、更重、更加复杂的超导磁体成为可能

  • 新的设计特点为Triton带来更好的操作性和可靠性

  • 低振动,可用于高振动敏感要求的实验

  • 完全无缝集成超导磁体 - 只有牛津仪器能够提供稀释制冷机和超导磁体的整套设计、制造和服务支持

  • 快速更换样品和更大样品尺寸 -  提供独特的顶部和底部更换样品机制,可以实现快速、受保护的样品更换过程,同时保证可靠的极低温性能

  • 产品保修:我们为Triton系统提供总共3年的免费保修服务,保修除了涵盖系统主机之外,还包括所有第三方提供的组件,如脉冲管制冷机、泵和电子仪器等 - 全部由我们专业的团队提供服务支持,免除您的后顾之忧

规格及性能:

当前的极低温实验远远拓展了样品和器件的性能,同时要求高频量子位读写控制线等信号调制,低辐射环境便于量子传感器检测,超低振动系统便于泵浦探测实验。这些都对极低温系统的样品空间、制冷功率和性能提出了更高的要求,我们的新一代Triton系统便是为此设计的。

  • 最低温度和制冷功率
  • 第7代稀释制冷机单元为您的实验提供了更高的制冷功率

 

DU7-500稀释制冷单元

DU7-300稀释制冷单元

最低温度:

通常8 mK,保证< 10 mK

通常8 mK,保证< 10 mK

100 mK:

通常500 μW,保证450 μW

通常300 μW,保证250 μW

20 mK:

通常15 μW,保证12 μW

通常10 μW,保证8 μW

3He气需求:

18 升(STP)

11 升(STP)

  • 系统降温至最低温度所需时间:<24小时
  • 系统最高可控温度:30K
  • 大样品空间
  • 290毫米混合室冷盘,可以提供Ø290×240mm的样品空间
  • 样品空间高度可通过扩展得到更多实验空间
  • 可靠的充分证明过的稀释单元技术
  • 牛津仪器稀释单元具有的良好的追踪记录,是几十年追求精益求精的焊接、铜焊和低温焊接等制造工艺的结果,具有最高的可靠性和密封性。其核心部件具有比其他厂商的总和更大的用户群,目前在全球有超过1000台牛津仪器湿式和干式稀释制冷机中使用。
  • 低振动n
  • 脉冲管制冷机冷头和系统主机以及4K冷盘均振动隔离s
  • 新的支撑结构设计可以保持冷盘之间的刚性和低振动,并给出了更多的冷盘间空间可用于安装接线、过滤器、衰减器等信号链组件
  • 易于安装和操作
  • 防辐射屏和真空外罩(OVC)均可单人安装拆卸
  • 超导磁体电流引线通过可拆卸螺栓连接,方便磁体的安装拆卸
  • 顶部和底部样品装载选项
  • 独特的样品架设计提供更多的接线能力以及便利的样品更换方式
  • 光学选项
  • 提供多种窗口选项
  • 提供2/2/2 T光学3轴矢量磁体等多种客户定制系统
特殊的光学访问样本结果
 
全新的第7代稀释制冷单元给新一代的Triton带来更高的制冷功率。
  • 系统的降温时间最低温度:<24小时
  • 样品空间:全新设计的290毫米混合室大尺寸冷盘,下部可以提供Ø290×240mm的样品空间
  • 最高温度:30 K
  • 顶部和底部的样品装载选项

样品装载架

样品装载架

我们提供世界一流的,具有专利保护的底部样品装载机制,适配于直径42mm或者72mm的样品空间。

Triton dilution refrigerator sample puckTriton dilution refrigerator sample puck in place

  • 在安装有多组半刚性同轴线后,样品架上样品温度可到10mK
  • 支持多种布线配置:14 根射频线连接(40千兆赫SMP),加上标配50根直流测量线连接;也可提供高达28根射频线和100根直流测量线的特殊定制
  • 可安装压电纳米定位装置及接线
  • 特别为低涡流设计
  • 样品更换及降温时间小于10小时
  • 样品的ESD保护(先合后断),样品架连接混合室冷盘前为样品提供接地保护或偏压
我们也可以提供顶部样品装载机制,来满足系统与光学平台匹配或下沉式安装的要求。
 

 

集成无液氦超导磁体 

集成无液氦制冷机的超导磁体;

Integrated cryogen free superconducting magnets for the new 2016 Triton

牛津仪器是唯一能够同时提供稀释制冷机和超导磁体设计、制造和专业售后服务的厂商。所有产品将为您提供独一无二的售后服务和技术支持,为您的科研保驾护航。

  • 可以集成广泛兼容的标准无液氦螺线管磁体,磁体的磁场强度从0.3 T到14 T(在TritonXL平台上高达18 T),磁体孔径尺寸范围从57至200mm,并且适用顶部或底部样品装载机制以及其它样品安装方式供您选择
  • 多轴矢量磁体,包括具有领先技术的6/1/1 T,90 mm孔径矢量磁体 
  • 提供分离式磁体以及带有光学窗口的多轴矢量磁体 
  • 主动屏蔽选项,以降低磁场范围;抵消线圈可以减少扫场实验中涡流效应的影响 
  • 可以提供高均匀度、高稳定性或其他特定应用需求的定制超导磁体解决方案,欢迎来电来函咨询洽谈,了解我们灵活多样的定制磁体设计方案 
  • 可拆卸式磁体电源引线,便于超导磁体的拆卸 
  • 磁场控制软件为磁场的控制带来更多便利,包括两维或三维矢量磁体控制(可以使用直角坐标、圆柱坐标或者球坐标设定)

超导磁体电流源 

Mercury superconducting magnet power supplies

MercuryiPS是我们领先的智能磁体电流源,为各种超导磁体提供可靠的、高精度和稳定性的供电方案。这种模块化配置的、可扩展的电流源配有60 A主控单元,使用触摸屏控制界面,可与多个60 A从属单元组合,从而给23轴矢量磁体提供更高电流和更多输出模式。MercuryiPS内置有持续模式控制模块、磁体温度监控模块以及失超保护模块,并且包含TCP / IPUSBGPIB(带有可选卡)和串行端口等远程控制接口。

 

Triton光学窗口

Triton光学窗口

Triton已经开发了一系列用于探测器应用的标准和定制窗口配置选项。

选择冷、暖窗材料与适当的应力释放托架以应对热胀冷缩的影响,包括Spectrosil B,Spectrosil WF,蓝宝石,石英,聚丙烯和聚酯薄膜等材料。

Triton布线配置

无液氦稀释制冷机相比于“湿”系统,优势之一在于具有更多的操作空间可供客户布线。Triton提供3组直通孔, 用于高频同轴电缆或其他定制服务,以及3组非直通孔, 使您可以使用各种灵活的接线方式。

 

非直通孔绕线服务

  • 24 路DC排线 – 康铜 或 铜/铌钛 双绞线
  • S1 柔性同轴线缆 – 适合最高 500 MHz 信号传输
  • PT1、PT2、蒸馏室、100 mK 和混合室等各级冷盘均有绕线热沉设计
  • 超导磁体供电接口
  • 灵活绕线,可兼容各种第三方纳米位移平台
  • 定制服务和光缆可选

直通孔绕线服务

Triton 中包含了三个直通孔,可供高频同轴线缆或其他线路使用。 直通孔可以配置为两个 KF40 和一个 KF50 真空接口, 完全可以满足高频信号的传输及用户其他需求。除此之外,Triton 还提供了一个 65 mm 的中央 LOS 通路,可供顶部换样使用。

  • UT85 半刚性同轴电缆
  • 不锈钢内层/不锈钢外层导体 (UT85 SS SS),PTFE 绝缘层
  • 铍铜内层/不锈钢外层导体 (UT85 B SS),PTFE 绝缘层
  • 铌内层/铌外层导体 (UT85 Nb Nb) 从 蒸馏室冷盘至混合室冷盘,PTFE 绝缘层
  • PT1、PT2、蒸馏室、100 mK 和混合室等各级冷盘均有绕线热沉设计
  • SMA 接口最高至 18 GHz
  • SK 接口最高至 40 GHz
  • PT1, PT2 和蒸馏室冷盘可设置 20、10、6 dB 衰减器
  • 噪声温度传感器选项
  • 定制服务和光缆可选

使用3He制冷机可以达到低于250mK的低温。我们为传统的“湿”低温恒温器和无液氦系统提供了两种3He插件,使用机械制冷机,如脉冲管制冷机来提供低温环境。该系统采用高效低温吸附泵技术来实现3He池中的高抽速。 这些是均是单制冷机系统。

另外,采用在闭循环中通过室温泵使3He循环的方式,可以实现可连续的3He系统。
 

“湿”室和无液氦系统均可与强磁场超导磁体集成。

  • HelioxVL 是一款集成低温吸附泵的量杯式3He制冷机
  • HelioxVT 是一款集成低温吸附泵的量杯式3He制冷机,设计运行于内径30mm或50 mm控温插件的低温环境下

软件和控制

软件和控制

2016 Triton dilution refrigerator software and control

Triton无液氦稀释制冷机通过运行Windows10的高性能电脑控制,提供完全自动化的制冷机控制以及可编程的温度、磁场控制器。

系统自动化

  • 全自动降温/升温控制
  • 全自动预冷和混合气回收
  • 顶部或底部换样向导
  • 无缝集成磁场控制软件,使得磁场控制更为便利,包括两维或三维矢量磁体控制(可以使用直角坐标、圆柱坐标或者球坐标设定)

实验控制

  • 可编程的温度和磁场控制器
  • 可使用LabVIEW编程,并包含编程实例
  • 集成稀释制冷机/超导磁体控制以及实验数据采集
内置安全功能 
 
  • 可连续监控所有的压力数据
  • 必要情况下,系统可以自动进入安全状态
  • 软件自动干预——在停电情况下,保护稀释制冷机混合气
  • 不间断电源UPS选项 – 在断电情况下自动通过邮件报警
  • 磁场扫描过程可监控磁体温度,高温控制和样品装载
  • 在电源切断、脉冲管制冷机停机或二级冷盘热量过载的情况下,磁体自动降场
命令行接口
 
  • 详细的远程控制接口编程手册
  • 跨平台的远程脚本接口
  • 标准网络接口(TCP/IP)
  • 可利用TCP接口适配多种编程语言,包括LabVIEW / Matlab / Python / C / C++ / C# / Visual Basic / HP VEE等
  • 监控自动控制流程和系统参数
  • 可定义的安全访问级别(read only/read-write)

用户支持

  • 远程系统——牛津仪器服务工程师远程提供诊断和帮助
  • 所有系统参数在工厂均有备份

配置和可选系统升级

加速磁体冷却导热管

通过使用导热管降温时间至少减少30% (12T或更大的磁体)。这项具有专利的解决方案是在降温阶段通过导热管直接将磁体与脉冲管的一级冷头连接。此项操作是自动化调节无需额外的电子设备、软件或用户干预。实际降温时间的减少取决于磁体的类型更多详情请与我们联系。

 

 

UPS

我们的 ups 选项与Triton控制软件集成, 确保系统日志记录和安全功能得到维护, 并发送电子邮件通知。短暂的电源跳动也会导致整个系统恢复。持续的停电会导致系统处于 "安全模式", 从而在恢复电源时简化了恢复过程。所有配或不配 ups 的系统都可以使用机械减压阀以防止压力集结, 使He3/He4 混合物回收,无需任何软件或人工干预。

 

 

 

加热器

通过加热器10mK到300 K升温过程仅需要4个小时。如果安装了磁体,并且在真空室通入氮气交换气,预热时间是12-15小时。这些高功率加热器连同必要的保护电路(热开关),安装在四个实验冷盘上,用水银温度控制器控制。除了大大缩短预热时间外,它还使整个过程自动化,同时也避免了在样品上产生冷凝的液氮。

技术支持和服务

本地技术支持

在中国,牛津仪器有一个专业、合格并且具有丰富经验的服务团队,从安装安装,预防性维护,故障修复到咨询全程提供支持。你也可以直接通过我们牛津工厂的磁体和低温工程师得到技术支持。

当您需要服务时

Triton将提供给您3年保修服务,覆盖整个系统。为了您的规划和便利,我们将提供以下服务选择:

综合服务合同:

由牛津仪器维修工程师现场进行预防性维修,为综合服务合同的客户优先提供预留在服务库存中的维修备件,以及延长系统保修期(如果Triton担保期已过)。

预防性维护合同:

由牛津仪器服务工程师现场进行预防性维护。我们将为所有泵和压缩机提供服务,更新软件/固件,并对系统进行全面的健康检查。

预防性维护服务套件:

个别工厂服务的交换泵和压缩机吸附器可在必要的时候购买。这些服务套件需由客户根据牛津仪器提供的操作说明自行安装。

延长保修期:

涵盖您超过标准3Triton担保期的系统。

Triton服务手册,可以在这里下载。

下载样本了解更多

Triton specifications sheet

Triton remote control access software brochure

Publications

Integration of superconducting magnets with cryogen free dilution refrigerator systems

(doi: 10.1016/j.cryogenics.2009.09.008)

Download the article here

 

A micro Kelvin Cryofree platform with noise thermometry

(doi: 10.1088/1367-2630/15/11/113034)
 

Download the article here

 

A rapid sample-exchange mechanism for cryogen free dilution refrigerators compatible with multiple high frequency signal connections

(doi: 10.1016/j.cryogenics.2014.01.007)
 

Download the article here

 

A new ultra low temperature cryogen free experimental platform

(doi: 10.1088/1742-6596/568/3/032014)
 

Download the article here

 
 
A rapid sample-exchange mechanism for cryogen free dilution refrigerators compatible with multiple high frequency signal connections
 
(doi: 10.1016/j.cryogenics.2014.01.007)
 
 
 
 
A new ultra low temperature cryogen free experimental platform
 
(doi: 10.1088/1742-6596/568/3/032014)