JPH03264874A - 高感度磁束計 - Google Patents

高感度磁束計

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JPH03264874A
JPH03264874A JP2065060A JP6506090A JPH03264874A JP H03264874 A JPH03264874 A JP H03264874A JP 2065060 A JP2065060 A JP 2065060A JP 6506090 A JP6506090 A JP 6506090A JP H03264874 A JPH03264874 A JP H03264874A
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JP
Japan
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squids
magnetic flux
squid
input
loop
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Pending
Application number
JP2065060A
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English (en)
Inventor
Hideaki Nakane
中根　英章
Casas Cubijos Juan
ホアン・カサス　クビヨス
Hidekazu Goto
英一 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHIN GIJUTSU JIGYODAN
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
SHIN GIJUTSU JIGYODAN
Research Development Corp of Japan
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
    • G01R33/0354—SQUIDS
    • G01R33/0358—SQUIDS coupling the flux to the SQUID
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/842—Measuring and testing
    • Y10S505/843—Electrical
    • Y10S505/845—Magnetometer
    • Y10S505/846—Magnetometer using superconductive quantum interference device, i.e. squid

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、超電導量子干渉素子（Ｓ　ＱＵ　Ｉ　Ｄ）を
用いる磁束計に関し、特に、微小磁束を低雑音で高感度
に測定することのできる磁束計に関する。
（従来の技術） ジョセフソン素子を超電導ループ内に含んで構成される
ＳＱＵＩＤ用いた磁束計が既に提案されている（例えば
、ＩＥＥＥ、　Ｔｒａｎｓ、　Ｄｅｖｉｃｅｓ、　ＥＤ
２７゜Ｎｏ、１０（１９８０）　ｐｐ１８９６〜１９０
８　）。この磁束計は極めて微小の磁束の検出が可能で
あり、生体磁気計測、地球物理学、資源探査等に利用可
能である。
（発明が解決しようとする課題） このＳＱＵＩＤ磁束計においては、更に高感度、低雑音
で磁束を測定することが望まれている。
即ち、本発明の目的は、ＳＱＵＩＤ磁束計の感度を更に
向上し、なお且つ雑音の低下を図ることにある。
（課題を解決するための手段） 前記課題は、ジョセフソン接合を含む超電導ループから
構成される２つのＳＱＵＩＤ及び、これら２つのＳＱＵ
ＩＤに対して、入力信号磁束を互いに逆方向で加える、
１つの連続するループとして構成された人力コイルか：
）構成される高感度磁束計：二よって達成される。
前記ＳＱＵＩＤとしては、２つ以上のジョセフソン接合
を超電導ループに有するＤＣ−ＳＱＵＩＤ、１つのジョ
セフソン接合を超電導ループに有するＲＦ−ＳＱＵＩＤ
を使用することかできる。
（作用） ２つのＳＱＵＩＤに同様ｉこ加わる雑音磁束は、直列接
続するループにより及び両ＳＱＵＩＤの出力電圧を加算
する際に除去されるとともに、２つのＳＱＵＩＤ出力信
号の和を求めているので、高い出力信号を得ることがで
きる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。第１図は本発明の磁束計の模式的な回路図であり、２
つの薄膜により形成された２つのＤＣ−ＳＱＵＩＤを用
いた場合の例である。
２つのＤＣ−３ＱじＩＤＩ、１′はそれぞれ超電導薄膜
２．２″を２つのジョセフソン接合３．３′を介して別
の超電導薄膜４に接続しで構成される。ＤＣ−ＳＱＵＩ
Ｄの超電導薄膜２．２　の下部ｊこは人力コイル５．５
′が配置されてヒ）るが、コイルの巻線方向：ま互いに
逆である。これら入力コイル５．５゛は直列に１つのル
ープとして連拮されており、中点より端子６を取り出し
ている。
この入力コイルの端子６かろピックアップコイルにより
補足された信号を人力すると、２つの人力コイル５．５
“　にこの信号が並列に分割され導入される。但し、入
力コイルの巻かたが逆であるので、各々のＤＣ−３Ｑｔ
ＪＩ　Ｄに鎖交する磁束の方向は逆になる。なお、入力
コイル５．５′とＳＱＵＩＤＩ、１″　との間は入力信
号の検知能力を高める上で密結合（ｋ＝１）とされるの
が好ましい。
磁束計の出力信号は２つのＤＣ−ＳＱＵＩＤの直列電圧
を端子７．７°から取り出される。バイアス電流は端子
９．９゛９”を介して２つの直流電流源８．８′により
それぞれのＤＣ−ＳＱＵＩＤ１．１°　に加えられる。
このバイアス電流の向きは、端子７７′に逆極性の電圧
が発生されるよう印加される。デ；お、１０．１０’　
は帰還変調印加用のコイルである。
二の様ｊ＝構成された磁束計においては、人力コイル５
．５°間の磁束伝達機能：ま、各ＤＣ−ＳＱＵＩＤＩ、
ｌ゛　に外部から加えられる雑音磁束を除去する効果を
有している。ＳＱＵＩＤと人力コイル５．５′との間の
結合が密結合であるとこの点でも好ましい。更に残留す
る雑音磁束は、２つのＤＣ−ＳＱＵＩＤの出力電圧合成
時に以下に記載される如くして除去される。
第２図に、第１図の様に構成された本発明の磁束計にお
ける磁束−検出電圧特性を示す。人力磁束に対する端子
７．７′におけるＳＱＵＩＤＩ及びＳＱＵＩＤ２の出力
電圧は曲線Ａ及びＢで与えられる。入力磁束ΦＩＮに対
する出力電圧はａＳｂで与えられ、従って、端子７．７
°間の電圧は、ａ、ｂ間の値で与えられ、単一のＳＱＵ
ＩＤの２倍の出力が得られる。
信号磁束は各ＳＱＵＩＤに対して反対方向に加わるのに
対して、雑音磁束は各ＳＱＵＩＤに同じ方向に存在する
。従って、出力電圧ａにおける雑音による電圧ａ”と出
力電圧すにおける雑音による電圧ｂ°が打ち消し合うこ
と：二なる。
上述の実施例においては、ＤＣ−ＳＱＵＩＤの場合につ
き説明されたが、ＲＦ−ＳＱＵＩＤの場合も、同じ原理
基づき同様：こして構成され、同じ効果を得ることがで
きる。この場合の出力信号は、各ＲＦ−ＳＱＵＩＤに、
これと磁束総合される出力コイルとこのコイルと並列接
続された共振回路を介して発生される各出力電圧信号を
加算することにより得られる。なお、この出力コイル、
出力コイルと並列に接続され、出力電圧を発生する共振
回路並びにＲＦ−ＳＱＵＩＤに、出力コイル及び共振回
路を介して与えれる交流バイアス磁束印加手段等の周辺
回路は当業者に周知であるのでここでは詳細に説明され
ないが、例えば、中村彬著「クライオエレクトロニクス
入門ｊオーム社発行を参照されたい。
（見目の効果） 本発明によると、雑音の小さｃ高感度磁束２すを実現で
きる。従って、生体磁気計測による診断や資源探査、磁
気による製品検査等に顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例の模式的プ二回路図、第２図
は、第１図に示される実施例に於ける磁束と電圧の関係
を示す図。 １．１゛・・・ＤＣ−３ＱＵＩ　Ｄ。 ２．２゛４・・・超伝導薄膜、 ３．３′・・・ジョセフソン接合、 ５．５°・・・人力コイノペ６・・・入力端子７．７′
・・・出力端子、８．８′・・・電流源第１図 第２図 ■

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ジョセフソン接合を含む超電導ループから構成さ
    れる２つのＳＱＵＩＤ、及び これら２つのＳＱＵＩＤに対して、入力信号磁束を互い
    に逆方向で加え、なお且つ１つの連続するループとして
    構成される入力コイルにより構成され、前記各ＳＱＵＩ
    Ｄからの出力信号の加算出力電圧により前記入力信号磁
    束の測定がなされることを特徴とする高感度磁束計。
  2. （２）前記ＳＱＵＩＤが、２つ以上のジョセフソン接合
    を含む超電導ループから構成され、前記超電導ループの
    前記２つのジヨセフソン接合の中間部の各々に出力端子
    が設けられているＤＣ−ＳＱＵＩＤであることを特徴と
    する請求項（１）記載の高感度磁束計。
  3. （３）前記ＳＱＵＩＤが、１つのジョセフソン接合を含
    む超電導ループから構成され、各ループに出力コイルが
    結合されたＲＦ−ＳＱＵＩＤであることを特徴とする請
    求項（１）記載の高感度磁束計。
  4. （４）前記ＳＱＵＩＤが、超電導薄膜による薄膜型ＳＱ
    ＵＩＤであることを特徴とする請求項（１）記載の高感
    度磁束計。
JP2065060A 1990-03-15 1990-03-15 高感度磁束計 Pending JPH03264874A (ja)

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JP2065060A JPH03264874A (ja) 1990-03-15 1990-03-15 高感度磁束計
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US07/669,633 US5252921A (en) 1990-03-15 1991-03-14 Noise canceling high-sensitive magnetometer
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EP0446923B1 (en) 1997-10-15
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US5252921A (en) 1993-10-12
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EP0446923A3 (en) 1992-11-19

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