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Cryocloud?He-3制冷機
He-3制冷機/插件(注冊商標(biāo)：Cryocloud?)包括單發(fā)型He-3制冷機、連續(xù)型He-3制冷機和He-3插件三類，廣泛應(yīng)用于STM、近場光學(xué)、AFM、ARPES、SQUIDS、TES、量子霍耳效應(yīng)、X-ray、中子散射、De Haas van Alphen測試、超導(dǎo)探測器和量子計算等需要超低溫環(huán)境的實驗。
單發(fā)型He-3制冷機/插件的頂部有He-3儲罐，內(nèi)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(nèi)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(jù)冷源的不同，單發(fā)型He-3制冷機可分為一體式單發(fā)型He-3制冷機和分體式單發(fā)型He-3制冷機兩大類，其中一體式單發(fā)型He-3制冷機的4K冷頭集成在He-3制冷機恒溫器內(nèi)，而分體式單發(fā)型He-3制冷機的冷源來自氦循環(huán)低溫系統(tǒng)(Qcryo?)，通過柔性超絕熱管線將低溫超流氦傳輸給單發(fā)型He-3制冷機恒溫器內(nèi)用來冷凝He-3氣體，這種分體式設(shè)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(xù)型He-3制冷機外置高抽速真空泵組和氣體循環(huán)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(tǒng)處理后再進入He-3制冷機，經(jīng)過多級預(yù)冷后冷凝再注入He-3壺，實現(xiàn)最低溫下長時間連續(xù)運行。連續(xù)型He-3制冷機包括一體式連續(xù)型He-3制冷機和分體式連續(xù)型He-3制冷機。一體式連續(xù)型He-3制冷機的4K冷頭集成在He-3制冷機恒溫器內(nèi)，而分體式連續(xù)型He-3制冷機的冷源來自氦循環(huán)低溫系統(tǒng)(Qcryo?)，這種分體式設(shè)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(nèi)置超導(dǎo)磁體。
He-3制冷機/插件分類：
一體式連續(xù)型He-3制冷機（型號：Cryocloud-100）
分體式連續(xù)型He-3制冷機（型號：Cryocloud-200）
一體式單發(fā)He-3制冷機（型號：Cryocloud-300）
分體式單發(fā)He-3制冷機（型號：Cryocloud-400）
He-3插件（型號：Cryocloud-500）
1. 一體式連續(xù)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(shù)以及優(yōu)化的流阻來高效預(yù)冷和冷凝He-3，外置液氮冷阱和密封循環(huán)泵組的氣體處理系統(tǒng)確保He-3制冷機在最低溫度下長時間連續(xù)運行，特別設(shè)計的高性能熱開關(guān)大大縮短初始降溫時間。
一體式連續(xù)型He-3制冷機突出優(yōu)勢是制冷量大且可長時間連續(xù)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(zhì)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(xù)型He-3制冷機
一體式連續(xù)型He-3制冷機典型特性 | ||||
冷 源 | 閥體分離脈管機 | |||
標(biāo)稱溫度范圍 | <330mK | |||
運行方式 | 長時間連續(xù)運行 | |||
樣品環(huán)境 | 真空（選配超高真空） | |||
典型應(yīng)用 | Squid和TES等量子器件、量子霍耳效應(yīng)、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(xù)型He-3制冷機
型號：Cryocloud-200
分體式連續(xù)型He-3制冷機冷源來自氦循環(huán)低溫系統(tǒng)(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(lǐng)域。
分體式連續(xù)型He-3制冷機
分體式連續(xù)型He-3制冷機典型特性 | |
冷 源 | 氦循環(huán)低溫系統(tǒng)（Qcryo） |
最低溫度 | <350mK |
運行方式 | 長時間連續(xù)運行 |
樣品環(huán)境 | 真空（選配超高真空） |
典型應(yīng)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(guān)，采用更高抽速分子泵組，最低溫度<320mK. | |
典型分體式連續(xù)型He-3制冷機降溫曲線
典型分體式連續(xù)型He-3制冷機制冷量與溫度關(guān)系(備注：制冷量與分子泵組抽速密切相關(guān))
3. 一體式單發(fā)He-3制冷機
型號：Cryocloud-300
一體式單發(fā)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(nèi)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(nèi)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(xù)型He-3制冷機相比，一體式單發(fā)型He-3制冷機無需外置氣體處理系統(tǒng)，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(fā)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(wěn)定性:±0.25mK。
一體式單發(fā)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(fù)載下且采用校準(zhǔn)溫度計的測試結(jié)果)
一體式單發(fā)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(biāo)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(yīng)用 | 超導(dǎo)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(fā)型He-3制冷機
型號：Cryocloud-400
分體式單發(fā)型He-3制冷機冷源來自氦循環(huán)低溫系統(tǒng)(Qcryo?)，與一體式單發(fā)型He-3制冷機類似，分體式單發(fā)型He-3制冷機的頂部集成He-3儲罐，制冷機恒溫器內(nèi)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(nèi)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(fā)型He-3制冷機不同，分體式單發(fā)型He-3制冷機的冷源來自低震動氦循環(huán)低溫系統(tǒng)(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(lǐng)域。此外，分體式單發(fā)型He-3制冷機無需復(fù)雜的外置He-3循環(huán)氣路，造價相對便宜，操作簡單，維護成本低。
分體式單發(fā)型He-3制冷機(Cryocloud-400)
分體式單發(fā)型He-3制冷機典型特性 | |
冷 源 | 氦循環(huán)低溫系統(tǒng)（Qcryo） |
標(biāo)稱溫度范圍 | <280mK |
運行方式 | 單發(fā) |
樣品環(huán)境 | 真空（選配超高真空） |
典型應(yīng)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(dǎo)磁體(CryoM)，內(nèi)置低溫吸附泵和密封He-3氣路，單發(fā)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(biāo)準(zhǔn)He-3插件樣品環(huán)境是真空，可選配交換He-3氣體型和更長保持時間。典型應(yīng)用包括電磁輸運測試、量子霍耳效應(yīng)、超導(dǎo)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(guān)系
He-3插件典型 | |
冷 源 | Acryo-1.5K或CryoM低溫系統(tǒng) |
最低溫度 | <270mK （備注：空載無外加熱負(fù)載） |
運行方式 | 單發(fā) |
樣品環(huán)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） |