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液氦温区在深空探测、甚长波红外探测、太赫兹探测、低温超导等众多领域中具有独特应用,基于此背景,本文开展了可直接获取液氦温区且具有实用意义的自预冷型四级高频脉冲管制冷机的理论和实验研究,建立制冷机的模型,对其关键结构参数和运行参数进行分析与优化.所研制的四级高频脉冲管制冷机在无外部预冷的条件下,最终获取到4.28 K的最低无负荷制冷温度.