用于低温超真空环境的低通滤波器装置

本发明涉及低通滤波，更具体地涉及一种应用于低温超真空环境的低通滤波器装置。

背景技术：

1、在一些科学研究中，对于需要在低温(<4k)甚至极低温(<400mk)下、强磁场、超真空环境下进行物性测量的仪器，如扫描隧道显微镜(stm)、综合物性测量系统(ppms)等，但常会面临由于高频信号导致的电子温度过高的问题，即存在样品中导电电子的温度和温度计测量的晶格温度脱耦合、并高于晶格温度的现象的问题。

2、针对此问题，目前普遍做法是通过使用外置于科学实验环境的低温滤波器，以让进入实验环境的高频电信号在仪器外被过滤，从而解决上述问题。然而，在高频电信号经过滤波器到达实验环境内作用部位的过程中，仍然可能耦合进外界的高频干扰，比如外界的电磁波耦合以及导线中电气自身产生的热辐射等。所以外置滤波器无法完全消除高频信号对系统的干扰。

3、针对外置滤波器无法完全消除高频信号对系统的干扰的问题，需要采用内置在实验环境之中的、靠近测量核心区的低通滤波器。但由于一些科学实验环境一般低温(<4k)甚至极低温(<400mk)、强磁场(>15t)、超高真空的(气压<10-9torr)条件，因此该方式对内置于科学实验环境的低通滤波器的设计提出较高要求，并且一些科研仪器的实验空间环境比较小，因此综合上述客观条件，可适用于该实验环境的滤波器是很难设计的。

4、而现有的内置的低通滤波器存在以下问题：1不可以在极低温和强磁场下正常工作；2本身会对超真空的实验环境造成不良影响；3、体积大，不能适应实验环境的狭小环境。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的问题中的至少一个，提供一种用于低温超真空环境的低通滤波器装置。

2、根据本发明的第一方面，提供一种用于低温超真空环境的低通滤波器装置，包括：外壳，包括第一屏蔽外壳和第二屏蔽外壳，所述第一屏蔽外壳和所述第二屏蔽外壳形成容纳空间；非铁磁性金属柱，所述非铁磁性金属柱能够容纳于所述外壳之中；以及线圈，其缠绕在所述非铁磁性金属柱上以形成具有能够过滤高频信号的电感；其中，所述线圈为导线，所述线圈的两端被形成为第一连接端子和第二连接端子。

3、优选的，所述低通滤波器装置还包括第一连接器和第二连接器，所述第一连接器外接于所述第一屏蔽外壳，所述第二连接器外接于所述第二屏蔽外壳，所述第一连接端子焊接在所述第一连接器上，所述第二连接端子焊接在所述第二连接器上，以使所述电感与所述第一连接器和第二连接器电连接。

4、优选的，所述第一屏蔽外壳和所述第二屏蔽外壳的一端为封闭端，在所述第一屏蔽外壳和所述第二屏蔽外壳的封闭端的平面上设置有多个不同直径的孔。

5、优选的，所述第一屏蔽外壳的一端具有第一螺纹结构，所述第二屏蔽外壳的一端具有与所述第一螺纹结构配合的第二螺纹结构，所述第一屏蔽外壳与所述第二屏蔽外壳通过所述第一螺纹结构和所述第二螺纹结构连接。

6、优选的，所述非铁磁性金属柱的两端设置有孔，所述非铁磁性金属柱的侧面设置有至少两个孔，所述线圈的导线从所述非铁磁性金属柱的侧面的孔穿入，并从所述非铁磁性金属柱的两端的孔穿出，以形成所述第一连接端子和所述第二连接端子。

7、优选的，所述第一屏蔽外壳和所述第二屏蔽外壳的材料为非铁磁性金属材料。

8、优选的，所述第一屏蔽外壳和第二屏蔽外壳为黄铜外壳。

9、优选的，所述非铁磁性金属柱为黄铜柱。

10、优选的，在所述非铁磁性金属柱的缠绕所述线圈的区域涂覆有导电胶，以形成“非铁磁性金属柱-导线-导电胶”式的电容器结构。

11、优选的，所述低通滤波器装置通过紧固件的方式完成连接，其中，所述紧固件的方式为螺纹连接。

12、本发明提供一种可应用于极低温超真空环境的低通滤波器装置，本发明的低通滤波器装置是一种可适用于极低温(<400mk)、强磁场、超高真空系统的低通信号滤波器，其用于较小的体积，可以有效地过滤进入滤波器中的高频电信号，从而减少高频信号对系统的干扰，并且不会对超高真空的实验环境造成影响，并且可以较狭小的空间使用。

技术特征：

1.一种用于低温超真空环境的低通滤波器装置(100)，包括：

2.根据权利要求1所述的低通滤波器装置(100)，其中，所述低通滤波器装置(100)还包括第一连接器(8)和第二连接器(9)，所述第一连接器(8)外接于所述第一屏蔽外壳(1)，所述第二连接器(9)外接于所述第二屏蔽外壳(2)，所述第一连接端子(6)焊接在所述第一连接器(8)上，所述第二连接端子(7)焊接在所述第二连接器(9)上，以使所述电感与所述第一连接器(8)和所述第二连接器(9)电连接。

3.根据权利要求1所述的低通滤波器装置(100)，其中，所述第一屏蔽外壳(1)和所述第二屏蔽外壳(2)的一端为封闭端，在所述第一屏蔽外壳(1)和所述第二屏蔽外壳(2)的封闭端的平面上设置有多个不同直径的孔。

4.根据权利要求1所述的低通滤波器装置(100)，其中，所述第一屏蔽外壳(1)的一端具有第一螺纹结构，所述第二屏蔽外壳(2)的一端具有与所述第一螺纹结构配合的第二螺纹结构(4)，所述第一屏蔽外壳(1)与所述第二屏蔽外壳(2)通过所述第一螺纹结构和所述第二螺纹结构(4)连接。

5.根据权利要求1所述的低通滤波器装置(100)，其中，所述非铁磁性金属柱(3)的两端设置有孔，所述非铁磁性金属柱(3)的侧面设置有至少两个孔，所述线圈(5)的导线从所述非铁磁性金属柱(3)的侧面的孔穿入，并从所述非铁磁性金属柱(3)的两端的孔穿出，以形成所述第一连接端子(6)和所述第二连接端子(7)。

6.根据权利要求1所述的低通滤波器装置(100)，其中，所述第一屏蔽外壳(1)和所述第二屏蔽外壳(2)的材料为非铁磁性金属材料。

7.根据权利要求1所述的低通滤波器装置(100)，其中，所述第一屏蔽外壳(1)和所述第二屏蔽外壳(2)为黄铜外壳。

8.根据权利要求1所述的低通滤波器装置(100)，其中,所述非铁磁性金属柱(3)为黄铜柱。

9.根据权利要求1所述的低通滤波器装置(100)，其中，在所述非铁磁性金属柱(3)的缠绕所述线圈(5)的区域涂覆有导电胶，以形成“非铁磁性金属柱-导线-导电胶”式的电容器结构。

10.根据权利要求1所述的低通滤波器装置(100)，其中，所述低通滤波器装置(100)通过紧固件的方式完成连接，其中，所述紧固件的方式为螺纹连接。

技术总结本发明涉及低通滤波器装置，应用于低温超真空环境，外壳，包括第一屏蔽外壳和第二屏蔽外壳，第一屏蔽外壳和第二屏蔽外壳形成容纳空间；非铁磁性金属柱，非铁磁性金属柱能够容纳于外壳之中；以及线圈，缠绕在非铁磁性金属柱上以形成具有能够过滤高频信号的电感；其中，线圈为导线，线圈的两端被形成为第一连接端子和第二连接端子。其可适用于极低温、强磁场、超高真空的实验环境，可以有效地过滤进入滤波器中的高频电信号，从而减少高频信号对系统的干扰，并且不会对超高真空的实验环境造成影响，并且可以较狭小的空间使用。技术研发人员：黄梓宸,李更,韩光远,张浩,周兴泰,石兴伟,高鸿钧受保护的技术使用者：中国科学院物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/23