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基于Python的超導量子干涉器件仿真優(yōu)化方法
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動(dòng)態(tài)測量技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室 中北大學(xué)030051

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省部共建動(dòng)態(tài)測試技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室基金,國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目,山西省基礎研究計劃資助項目


Simulation Optimization Method for Superconducting Quantum Interference Devices Based on Python
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    摘要:

    超導量子干涉器件的優(yōu)化研究旨在提升其在微弱磁通變化探測中的性能。研究中建立了基于Python的仿真框架,使用SuperScreen、Numpy和Matplotlib庫進(jìn)行器件仿真及性能優(yōu)化。該框架支持多種SQUID形狀的模擬,包括設計了一個(gè)算法來(lái)模擬多邊形。仿真分析了在非均勻外部磁場(chǎng)下SQUID超導薄膜的磁響應,計算了薄膜內外的矢量磁場(chǎng)。此外,通過(guò)網(wǎng)格化技術(shù)將連續空間轉化為計算模型,為解算物理方程提供了可能。仿真結果表明,優(yōu)化的SQUID能滿(mǎn)足高精度磁場(chǎng)探測的需求,為超導器件的設計提供了理論和技術(shù)支持。

    Abstract:

    The optimization study of superconducting quantum interference devices aims to enhance their performance in detecting minute magnetic flux changes. The research established a Python-based simulation framework using the SuperScreen, Numpy, and Matplotlib libraries for device simulation and performance optimization. This framework supports the simulation of various SQUID shapes, including an algorithm developed for polygon modeling. The simulation analyzed the magnetic response of SQUID superconducting films under non-uniform external magnetic fields, calculating the vector magnetic fields inside and outside the films. Additionally, through meshing techniques, continuous physical space was transformed into a computational model, facilitating the solution of physical equations. The simulation results indicate that the optimized SQUID meets the requirements for high-precision magnetic field detection, providing theoretical and technical support for the design of superconducting devices.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

秦肖雅,張櫻子,張一洲.基于Python的超導量子干涉器件仿真優(yōu)化方法計算機測量與控制[J].,2024,32(6):235-241.

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  • 收稿日期:2024-04-23
  • 最后修改日期:2024-04-28
  • 錄用日期:2024-04-29
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2024-06-18
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