基于Python的超导量子干涉器件仿真优化方法
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动态测量技术国家重点实验室 中北大学030051

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省部共建动态测试技术国家重点实验室基金,国家自然科学基金青年科学基金项目,山西省基础研究计划资助项目


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

    超导量子干涉器件的优化研究旨在提升其在微弱磁通变化探测中的性能。研究中建立了基于Python的仿真框架,使用SuperScreen、Numpy和Matplotlib库进行器件仿真及性能优化。该框架支持多种SQUID形状的模拟,包括设计了一个算法来模拟多边形。仿真分析了在非均匀外部磁场下SQUID超导薄膜的磁响应,计算了薄膜内外的矢量磁场。此外,通过网格化技术将连续空间转化为计算模型,为解算物理方程提供了可能。仿真结果表明,优化的SQUID能满足高精度磁场探测的需求,为超导器件的设计提供了理论和技术支持。

    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.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

秦肖雅,张樱子,张一洲.基于Python的超导量子干涉器件仿真优化方法计算机测量与控制[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
  • 录用日期:2024-04-29
  • 在线发布日期: 2024-06-18
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