Cryocloud?He-3制冷機
He-3制冷機/插件(注冊商標:Cryocloud?)包括單發型He-3制冷機、連續型He-3制冷機和He-3插件三類,廣泛應用于STM、近場光學、AFM、ARPES、SQUIDS、TES、量子霍耳效應、X-ray、中子散射、De Haas van Alphen測試、超導探測器和量子計算等需要超低溫環境的實驗。
單發型He-3制冷機/插件的頂部有He-3儲罐,內部集成He-3壺、低溫吸附泵和密封管路,He-3儲罐里面的He-3通過冷源冷凝后流進He-3壺,通過內置低溫吸附泵將He-3壺降至300mK甚至更低,并可在最低溫度保持幾十小時甚至更長時間。根據冷源的不同,單發型He-3制冷機可分為一體式單發型He-3制冷機和分體式單發型He-3制冷機兩大類,其中一體式單發型He-3制冷機的4K冷頭集成在He-3制冷機恒溫器內,而分體式單發型He-3制冷機的冷源來自氦循環低溫系統(Qcryo?),通過柔性超絕熱管線將低溫超流氦傳輸給單發型He-3制冷機恒溫器內用來冷凝He-3氣體,這種分體式設計徹底將冷頭和壓縮機的震動和He-3制冷機隔離,解決目前He-3制冷機普遍存在的震動較大問題,特別適合STM、AFM等對震動極為敏感的實驗。
連續型He-3制冷機外置高抽速真空泵組和氣體循環處理氣路,允許一邊對He-3壺進行泵抽獲得超低溫的同時,將泵抽出來的He-3通過氣體處理系統處理后再進入He-3制冷機,經過多級預冷后冷凝再注入He-3壺,實現最低溫下長時間連續運行。連續型He-3制冷機包括一體式連續型He-3制冷機和分體式連續型He-3制冷機。一體式連續型He-3制冷機的4K冷頭集成在He-3制冷機恒溫器內,而分體式連續型He-3制冷機的冷源來自氦循環低溫系統(Qcryo?),這種分體式設計徹底將冷頭和壓縮機的震動和He-3制冷機恒溫器隔離,解決目前市場上He-3制冷機器普遍存在的震動較大問題,特別適用于對震動敏感的實驗。此外,可選配內置超導磁體。
He-3制冷機/插件分類:
一體式連續型He-3制冷機(型號:Cryocloud-100)
分體式連續型He-3制冷機(型號:Cryocloud-200)
一體式單發He-3制冷機(型號:Cryocloud-300)
分體式單發He-3制冷機(型號:Cryocloud-400)
He-3插件(型號:Cryocloud-500)
1. 一體式連續型He-3制冷機
型號:Cryocloud-100
采用4K脈管機或GM制冷機作為冷源,通過多級熱交換和逆流技術以及優化的流阻來高效預冷和冷凝He-3,外置液氮冷阱和密封循環泵組的氣體處理系統確保He-3制冷機在最低溫度下長時間連續運行,特別設計的高性能熱開關大大縮短初始降溫時間。
一體式連續型He-3制冷機突出優勢是制冷量大且可長時間連續運行,特別適用于需要大制冷量的角動量分辨光電子譜(ARPES)實驗、需要對大質量樣品進行降溫的實驗或需要進行長時間不間斷的超低溫實驗。
一體式連續型He-3制冷機
一體式連續型He-3制冷機典型特性 | ||||
冷 源 | 閥體分離脈管機 | |||
標稱溫度范圍 | <330mK | |||
運行方式 | 長時間連續運行 | |||
樣品環境 | 真空(選配超高真空) | |||
典型應用 | Squid和TES等量子器件、量子霍耳效應、X-ray、中子散射實驗、De Haas van Alphen測試、ARPES、高壓(DAC)等 |
2. 分體式連續型He-3制冷機
型號:Cryocloud-200
分體式連續型He-3制冷機冷源來自氦循環低溫系統(Qcryo?),徹底將冷頭和壓縮機的震動和He-3制冷機部分隔離,解決目前干式He-3制冷機普遍存在的震動較大問題,特別適用于對震動敏感的實驗,如STM、SEM、AFM、顯微鏡、單量子點、單光子探測和量子科技等領域。
分體式連續型He-3制冷機
分體式連續型He-3制冷機典型特性 | |
冷 源 | 氦循環低溫系統(Qcryo) |
最低溫度 | <350mK |
運行方式 | 長時間連續運行 |
樣品環境 | 真空(選配超高真空) |
典型應用 | STM、 SEM、 AFM、 顯微鏡、單量子點、單光子探測等 |
備注:最低溫度與分子泵組抽速密切相關,采用更高抽速分子泵組,最低溫度<320mK. |
典型分體式連續型He-3制冷機降溫曲線
典型分體式連續型He-3制冷機制冷量與溫度關系(備注:制冷量與分子泵組抽速密切相關)
3. 一體式單發He-3制冷機
型號:Cryocloud-300
一體式單發型He-3制冷機通常采用閥體分離脈管機作為冷源,制冷機頂部集成He-3儲罐,制冷機恒溫器內部集成He-3壺、低溫吸附泵和密封管路,He-3儲罐里面的He-3冷凝后流進He-3壺,通過內置低溫吸附泵泵抽可將He-3壺降至280mK以下,在最低溫度保持超過100小時。同一體式連續型He-3制冷機相比,一體式單發型He-3制冷機無需外置氣體處理系統,操作簡單、造價相對便宜和維護成本低等特點。
下圖的一體式單發型He-3制冷機(Cryocloud-300)使用閥體分離脈管機和冷頭懸浮減震,集成16路射頻半鋼纜和72路低溫雙絞線,He-3冷板直徑20cm,初始降溫時間:<8小時,最低溫度:<280mk,最低溫度下保持時間:>100小時,溫度穩定性:±0.25mK。
一體式單發He-3制冷機
Cryocloud-300降溫和最低溫度保持曲線(備注:最低溫度是在無外加熱負載下且采用校準溫度計的測試結果)
一體式單發型He-3制冷機典型特性 | |
冷 源 | 閥體分離脈管機(可選GM制冷機) |
標稱溫度范圍 | <280mK |
初始降溫時間 | <8小時 |
300mK冷板直徑 | 20cm |
最低溫度保持時間 | >100小時 |
典型應用 | 超導器件測試、Squid、TES、量子器件、高壓(DAC)、中子散射、高能物理、熱輸運測試等 |
4. 分體式單發型He-3制冷機
型號:Cryocloud-400
分體式單發型He-3制冷機冷源來自氦循環低溫系統(Qcryo?),與一體式單發型He-3制冷機類似,分體式單發型He-3制冷機的頂部集成He-3儲罐,制冷機恒溫器內部集成He-3壺、低溫吸附泵和密封管路,He-3儲罐里面的He-3冷凝后流進He-3壺,通過內置低溫吸附泵可將He-3壺降至280mK,并可在最低溫度保持幾十小時甚至更長時間。與一體式單發型He-3制冷機不同,分體式單發型He-3制冷機的冷源來自低震動氦循環低溫系統(Qcryo?),解決目前干式He-3制冷機普遍存在的震動較大問題,特別適用于對震動敏感的實驗,如STM、SEM、AFM、顯微鏡、單量子點、單光子探測和量子科技等領域。此外,分體式單發型He-3制冷機無需復雜的外置He-3循環氣路,造價相對便宜,操作簡單,維護成本低。
分體式單發型He-3制冷機(Cryocloud-400)
分體式單發型He-3制冷機典型特性 | |
冷 源 | 氦循環低溫系統(Qcryo) |
標稱溫度范圍 | <280mK |
運行方式 | 單發 |
樣品環境 | 真空(選配超高真空) |
典型應用 | STM、SEM、AFM、顯微鏡、單量子點、單光子探測等 |
5. He-3插件
型號:Cryocloud-500
He-3插件匹配頂部裝卸型1.5K制冷機(Acryo-1.5K)和干式變溫超導磁體(CryoM),內置低溫吸附泵和密封He-3氣路,單發工作模式,空載最低溫度<270mK,在空載情況下最低溫度保持時間大于60小時,在350mK時制冷量大于100uW。標準He-3插件樣品環境是真空,可選配交換He-3氣體型和更長保持時間。典型應用包括電磁輸運測試、量子霍耳效應、超導器件測試、Squid測試、高壓(DAC)、熱輸運測試等。
典型He-3插件
典型He-3插件制冷量與溫度關系
He-3插件典型 | |
冷 源 | Acryo-1.5K或CryoM低溫系統 |
最低溫度 | <270mK (備注:空載無外加熱負載) |
運行方式 | 單發 |
樣品環境 | 真空(選配交換氣體) |
最低溫度下保持時間 | >60小時(備注: 使用2.5L NTP He-3) |