客户背景
中国物理研究所(IPCAS)是核心基础科学研究机构,聚焦量子信息、拓扑材料、暗物质探测等前沿领域,承担多项重大科技基础设施(如超导量子计算原型机、极低温强磁场装置)的研发任务。研究所致力于在接近绝对零度(mK级)与超高真空(<10^-8 Pa)的极端环境下探索物质本源规律,对实验设备的极限性能与长期稳定性提出近乎严苛的要求。
挑战与需求
在量子比特操控、二维材料特性表征等研究中,中国物理研究所面临传统低温真空系统的多重技术瓶颈:
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极限环境耦合:需同步实现10mK级超低温与10^-9 Pa超高真空,抑制热涨落与气体分子干扰;
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动态调控能力:实验过程中需快速切换温度(如1K~100mK)、调节真空度,且波动幅度≤±0.1%;
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多模态兼容性:支持强磁场(≥20T)、微波信号注入、光学观测等多物理量原位测量;
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超长时稳定性:连续运行≥6个月,真空度衰减率<5×10^-10 Pa/h,满足量子相干时间(T2)长达百微秒级的实验需求。
解决方案
德世科技为中国物理研究所定制极低温超高真空环境试验箱(ULT-VAC Series),融合量子科技与极端条件工程技术:
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复合制冷架构:
采用稀释制冷机(10mK)+脉冲管预冷(4K)+液氮屏蔽的三级制冷系统,搭配分子泵+离子泵+低温吸附泵组合,实现10mK/10^-9 Pa极端环境同步稳定;
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主动消振真空腔体:
镁锂合金腔体集成六维主动隔振平台,振动噪声<10^-9 g/√Hz,配合磁流体馈通接口,保障超导量子比特退相干时间>200μs;
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智能协同控制系统:
基于FPGA的温控-真空-磁场多参数耦合算法,1秒内完成温度-真空度-磁场强度(0~20T)的协同调节,模式切换重复性误差<0.05%;
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超长时自维护模块:
内置AI驱动的真空泄漏自补偿系统与制冷剂自动补给单元,支持无人值守连续运行≥200天,运维介入频次降低90%。
应用成效
德世科技低温真空环境试验箱的应用,推动中国物理研究所在多个领域取得里程碑式成果:
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量子科技突破:
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基础科学前沿:
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重大设施支撑:
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效率与可靠性升级:
客户评价
“德世科技的低温真空环境试验箱,将极端条件科学与工程技术的结合推向新高度。其无与伦比的稳定性与多物理场调控能力,已成为我们探索物质本源、挑战量子霸权不可或缺的‘科学重器’。”
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