Supracon SW1 超导开关（Superconducting Switch）

一、产品概览

Supracon SW1 是德国 Supracon 自研热控型超导开关芯片，专为液氦低温超导电路设计，无需机械触点，通过加热调控实现超导回路通断。器件体积小巧，芯片集成超导传输通道与薄膜加热电阻，可直接装配低温探杆内部，不会引入额外磁通噪声。

SW1 可搭配 CN2blue/CN4blue/CN8blue/CN17blue/CN34blue 全系列 SQUID 电流传感器，适配 JESSY 闭环读出电子系统，主要用于超导回路隔离、磁通捕获释放、持续电流环路控制、传感器复位操作，广泛配套心磁 / 脑磁测量、低温 TES 探测、量子磁通计量、超导材料物性测试等科研设备；支持裸  芯片供货，可根据低温探头结构定制封装方案。

二、工作原理

SW1 属于热控式超导切换器件，依托铌基超导薄膜实现两种导电状态切换：

1. 低温无加热状态：薄膜处于 4.2K 超导温区，回路零电阻导通，磁通、微弱电流无损耗传输；

2. 施加控制加热电流：芯片局部升温超过超导临界温度，通道转为高阻常导状态，超导回路断开，阻断磁通与电流通路；

3. 切断加热电流：低温环境快速降温，薄膜恢复超导特性，回路重新导通。

      全程无机械运动，不会产生摩擦噪声、磁通扰动，适合长期不间断低温测量。

三、硬件结构组成

• 超导传输通道：铌基薄膜通路，用于 SQUID、探测器微弱信号传输；

• 集成薄膜微型加热器：配套控制焊盘，提供热切换驱动；

• 热耦合区域：保证热量快速传导至超导通道，切换响应稳定；

• 多组电气焊盘：2 路超导信号端子、4 路加热控制焊盘；

• 基底基板：无磁基材，兼容金丝低温键合，支持裸片集成或定制封装。

四、核心产品特点

• 无机械触点电控切换，低温长期循环工作稳定性好；

• 集成一体式加热结构，无需外接温控元件，系统集成简易；

• 低干扰布线设计，切换过程不产生额外磁通噪声，不影响 SQUID 测量精度；

• 完整兼容 CNxblue 全系 SQUID 电流传感器、JESSY 读出电子；

• 支持磁通捕获、持续电流环路、设备复位等多种超导系统功能；

• 小型芯片尺寸，可嵌入狭小液氦探杆，节省制冷空间；

• 适配液氦杜瓦、无磁低温探针、多通道超导传感阵列整套低温系统。

五、配套系统组件

1、配套 SQUID 传感器

CN2blue、CN4blue、CN8blue、CN17blue、CN34blue 系列 SQUID 电流传感器

2、配套读出电子

JESSY 单通道 SQUID 磁通锁定读出系统，软件可输出加热时序自动控制 SW1 通断；

3、低温配套硬件

无磁液氦杜瓦、低温屏蔽线缆、铌屏蔽套管、金丝键合辅料、定制低温探头；

4、配套上位软件

EasySQUIDcontrol 测控软件，内置 SW1 开关时序自定义控制功能。

六、典型应用场景

• 生物磁测量设备（MEG 脑磁、MCG 心磁）

      多通道 SQUID 梯度计阵列回路切换，磁通释放与系统初始化复位；

• TES 红外 / X 射线低温探测器

      探测器输入前端回路隔离、微弱信号通路可控切换；

• 量子磁通计量实验室

      持续电流环路搭建、磁通偏置调节、超导标准回路程控通断；

• 低温物理与超导材料实验

      约瑟夫森器件、低维超导薄膜磁通动力学测试；

• 地球物理超导磁测仪器

      多拾取线圈分时采集、野外低温探测通道隔离保护。