脉冲管制冷机由于冷端没有运动部件，具有冷端振动低、可靠性高以及寿命长等优点，在很多场合具有重要的应用价值。而发展最低温度在20K以下，能有效工作在液氢温区的小型斯特林型脉冲管制冷机对于探测器件冷却、凝聚态物理实验等方面具有重要的意义。　　本文开展了斯特林型单级同轴脉冲管制冷机的研究。证明了多路旁通可以显著地提高单级脉冲管制冷机的性能。研制了一台最低温度可达16.9K的分置式斯特林型单级脉冲管制冷机，在20K可提供超过0.2W的制冷量，其中冷端蓄冷器完全为不锈钢丝网。　　研究了低温下具有高比热的铅球以及磁性蓄冷材料，发现一定尺寸的Er3Ni颗粒蓄冷器具有超过不锈钢丝网蓄冷器的潜力。同时提出并发展了几种新型蓄冷器材料，并在一定的场合下初步实验了其效果。　　通过使用Er3Ni颗粒蓄冷器，同时通过匹配压缩机和制冷机的参数，将压缩机出口的压比提高至1.49附近，研制出了一台在输入电功为250W时，最低温度可达13.9K的斯特林型单级同轴多路旁通脉冲管制冷机，其性能指标是目前已报道的单级斯特林型制冷机中最高水平之一，并且完全可以媲美两级斯特林制冷机以及两级斯特林型脉冲管制冷机。　　为了获得10K以下的冷端温度，提出将单级多路旁通脉冲管制冷机气耦合一台U型脉冲管制冷机的结构，U型脉冲管的热端布置在室温，方便双向以及长颈管调相。目前已经完成该两级制冷机的设计、加工以及装配工作，并获得了初步实验结果。