本发明涉及一种采用超声波雾化装置的4K回热式低温制冷机。它包括一级压缩机、液氦温区回热式低温制冷机，超声波雾化装置。当制冷工质氦-4处于20K以下的低温温区时，由于分子间引力显著增大，氦-4的性质更接近凝聚状态的液体，使得回热器内的压力焓损失、不可逆回热损失和导热损失急剧增大，同时氦的膨胀效率也会降低，由实际气体效应引起的损失逐渐增大。因此,如何减小实际气体效应导致的损失是提高液氦温区回热式低温脉管制冷机效率的关键。本发明在于利用超声波的雾化原理，通过在液氦温区段安装超声波雾化装置使液氦雾化，使其更接近于理想气体状态工作，该发明对于提高低温区的制冷效率具有十分重要的意义。