Gain compression in Josephson Traveling-Wave Parametric Amplifiers

Dataset supporting the article entitled "Gain compression in Josephson Traveling-Wave Parametric Amplifiers" (Preprint : arXiv:2502.03022v1). All data is stored in numpy (numpy.org) array format. Please cite any usage to original publication. Experimental data Figure 1: input_signal_power_at_20mK_matrix pump_transmission_on_off_iso_input_power_matrix pump_transmission_on_off_raw_matrix signal_freq_exp_array signal_gain_on_off_iso_input_power_matrix signal_gain_on_off_raw_matrix Figure 2: iso_input_signal_power_at_20mK_array signal_freq_exp_array pump_transmission_on_off_iso_input_power_matrix signal_gain_on_off_iso_input_power_matrix Figure 3: pump_transmission_at_P1dB_exp_array signal_freq_exp_array signal_P1dB_at_20mK_array signal_Pout_at_P1dB_at_20mK_exp_array Figure A1: frequency_array input_line_attenuation_array input_line_attenuation_pump_array power_spectrum_dBm_matrix room_temperature_pump_power_array source_temperature_mK_array system_gain_array Figure A2: flux_Phi0_array frequency_fit_dispersion_array frequency_fit_losses_array phase_device_rad_raw_matrix_flux_freq phase_normalized_half_flux_rad_fit_losses_array phase_PCB_rad_raw_fit_dispersion_array RT_VNA_power_fit_losses_array S21_device_dB_raw_matrix_flux_freq S21_device_dB_raw_matrix_power_freq S21_PCB_dB_raw_fit_dispersion_array S21_PCB_dB_raw_fit_losses_array tan_delta_20mK_iso_power_array tan_delta_RT_power_array Figure A3: frequency_array input_signal_power_at_20mK_matrix signal_gain_filtered_matrix signal_gain_raw_matrix Raw data (from which can be obtained any of the quantities showed in the figures 1, 2, 3 and A3): frequency_array input_signal_power_RT_array S21_pump_signal_off_raw_single_value S21_pump_signal_on_raw_matrix_power_freq S21_signal_pump_off_raw_matrix_power_freq S21_signal_pump_on_raw_matrix_power_freq Simulation results Figure 2: input_signal_power_thy_array signal_freq_thy_array pump_transmission_on_off_thy_matrix signal_gain_on_off_thy_matrix Figure 3: signal_freq_thy_array pump_transmission_at_P1dB_thy_simulation_array signal_P1dB_thy_analytics_array signal_P1dB_thy_simulation_array signal_Pout_at_P1dB_thy_analytics_array signal_Pout_at_P1dB_thy_simulations_array Figure 4: position_nb_of_cells_array signal_freq_thy_array signal_gain_thy_matrix Raw results (from which can be obtained all the quantities of figures 2, 3 and 4): input_signal_power_thy_array position_nb_of_cells_array signal_freq_thy_array S21_pump_signal_off_thy_array_vs_N S21_pump_signal_off_thy_single_val S21_pump_signal_on_thy_matrix_2D S21_pump_signal_on_thy_matrix_3D S21_signal_pump_off_thy_matrix_2D S21_signal_pump_off_thy_matrix_3D S21_signal_pump_on_thy_matrix_2D S21_signal_pump_on_thy_matrix_3D本数据集支撑题为《约瑟夫森行波参量放大器中的增益压缩》的研究论文（预印本：arXiv:2502.03022v1）。所有数据均以numpy（numpy.org）数组格式存储。 使用本数据集时，请引用原出版物。 ## 实验数据 ### 图1： input_signal_power_at_20mK_matrix：20 mK下输入信号功率矩阵 pump_transmission_on_off_iso_input_power_matrix：泵浦通断隔离输入功率矩阵 pump_transmission_on_off_raw_matrix：泵浦通断原始数据矩阵 signal_freq_exp_array：实验信号频率数组 signal_gain_on_off_iso_input_power_matrix：泵浦通断隔离输入功率下的信号增益矩阵 signal_gain_on_off_raw_matrix：泵浦通断原始数据下的信号增益矩阵 ### 图2： iso_input_signal_power_at_20mK_array：20 mK下隔离输入信号功率数组 signal_freq_exp_array：实验信号频率数组 pump_transmission_on_off_iso_input_power_matrix：泵浦通断隔离输入功率矩阵 signal_gain_on_off_iso_input_power_matrix：泵浦通断隔离输入功率下的信号增益矩阵 ### 图3： pump_transmission_at_P1dB_exp_array：1 dB压缩点泵浦传输实验数组 signal_freq_exp_array：实验信号频率数组 signal_P1dB_at_20mK_array：20 mK下信号1 dB压缩点功率数组 signal_Pout_at_P1dB_at_20mK_exp_array：20 mK下1 dB压缩点处信号输出功率实验数组 ### 附录图A1： frequency_array：频率数组 input_line_attenuation_array：输入线衰减数组 input_line_attenuation_pump_array：泵浦输入线衰减数组 power_spectrum_dBm_matrix：功率谱dBm矩阵 room_temperature_pump_power_array：室温泵浦功率数组 source_temperature_mK_array：源温度mK数组 system_gain_array：系统增益数组 ### 附录图A2： flux_Phi0_array：磁通Φ0数组 frequency_fit_dispersion_array：色散拟合频率数组 frequency_fit_losses_array：损耗拟合频率数组 phase_device_rad_raw_matrix_flux_freq：磁通-频率维度下的器件相位原始数据矩阵 phase_normalized_half_flux_rad_fit_losses_array：归一化半磁通损耗拟合相位数组 phase_PCB_rad_raw_fit_dispersion_array：色散拟合PCB相位原始数据数组 RT_VNA_power_fit_losses_array：室温矢量网络分析仪功率损耗拟合数组 S21_device_dB_raw_matrix_flux_freq：磁通-频率维度下的器件S21 dB原始数据矩阵 S21_device_dB_raw_matrix_power_freq：功率-频率维度下的器件S21 dB原始数据矩阵 S21_PCB_dB_raw_fit_dispersion_array：色散拟合PCB的S21 dB原始数据数组 S21_PCB_dB_raw_fit_losses_array：损耗拟合PCB的S21 dB原始数据数组 tan_delta_20mK_iso_power_array：20 mK隔离功率下的损耗角正切数组 tan_delta_RT_power_array：室温功率下的损耗角正切数组 ### 附录图A3： frequency_array：频率数组 input_signal_power_at_20mK_matrix：20 mK下输入信号功率矩阵 signal_gain_filtered_matrix：滤波后信号增益矩阵 signal_gain_raw_matrix：原始信号增益矩阵 #### 原始实验数据（可提取图1、2、3及附录图A3中的所有相关量）： frequency_array：频率数组 input_signal_power_RT_array：室温输入信号功率数组 S21_pump_signal_off_raw_single_value：泵浦关断时的S21原始单值数据 S21_pump_signal_on_raw_matrix_power_freq：功率-频率维度下泵浦开启时的S21原始数据矩阵 S21_signal_pump_off_raw_matrix_power_freq：功率-频率维度下信号泵浦关断时的S21原始数据矩阵 S21_signal_pump_on_raw_matrix_power_freq：功率-频率维度下信号泵浦开启时的S21原始数据矩阵 ## 仿真结果 ### 图2： input_signal_power_thy_array：理论输入信号功率数组 signal_freq_thy_array：理论信号频率数组 pump_transmission_on_off_thy_matrix：泵浦通断理论矩阵 signal_gain_on_off_thy_matrix：泵浦通断理论信号增益矩阵 ### 图3： signal_freq_thy_array：理论信号频率数组 pump_transmission_at_P1dB_thy_simulation_array：1 dB压缩点泵浦传输仿真数组 signal_P1dB_thy_analytics_array：解析法1 dB压缩点信号功率数组 signal_P1dB_thy_simulation_array：仿真法1 dB压缩点信号功率数组 signal_Pout_at_P1dB_thy_analytics_array：解析法1 dB压缩点处信号输出功率数组 signal_Pout_at_P1dB_thy_simulations_array：仿真法1 dB压缩点处信号输出功率数组 ### 图4： position_nb_of_cells_array：单元数量位置数组 signal_freq_thy_array：理论信号频率数组 signal_gain_thy_matrix：理论信号增益矩阵 #### 仿真原始结果（可提取图2、3、4中的所有相关量）： input_signal_power_thy_array：理论输入信号功率数组 position_nb_of_cells_array：单元数量位置数组 signal_freq_thy_array：理论信号频率数组 S21_pump_signal_off_thy_array_vs_N：与单元数N相关的泵浦关断理论S21数组 S21_pump_signal_off_thy_single_val：泵浦关断理论S21单值 S21_pump_signal_on_thy_matrix_2D：二维泵浦开启理论S21矩阵 S21_pump_signal_on_thy_matrix_3D：三维泵浦开启理论S21矩阵 S21_signal_pump_off_thy_matrix_2D：二维信号泵浦关断理论S21矩阵 S21_signal_pump_off_thy_matrix_3D：三维信号泵浦关断理论S21矩阵 S21_signal_pump_on_thy_matrix_2D：二维信号泵浦开启理论S21矩阵 S21_signal_pump_on_thy_matrix_3D：三维信号泵浦开启理论S21矩阵