JP3550649B2 - 極短パルス発生器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にジョセフソン回路と総称される超伝導回路の出力する高速微小信号を解析するため、当該信号を所定周期で複数回サンプリングし、それに基づき拡大された時間軸上で当該信号を復元、表示する超伝導サンプリング測定回路等に使用され得る極短パルス発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
極低温環境下で動作するジョセフソン接合を用いた超伝導回路の出力信号波形を測定するジョセフソンサンプラは、例えば、
文献１：「電子技術総合研究所彙報，第４８巻，第４号，Ｐ．３４０−３５２」，通産省工業技術院，電子技術総合研究所発行
文献２：特公昭６２−４５６４０号
等で公知であるが、その原理的なシステム構成は図５（Ａ） に示すようになっている。
【０００３】
被測定回路１１がジョセフソン回路系に固有のラッチ動作をするために所定周期でのリセット動作を必要とするか、そうでなくてもクロック同期動作をなす場合には、外部に設けられたクロックパルス発振回路２１からの例えば １０ＫＨｚ程度のクロックパルスＣｐが被測定回路１１に電源電流として供給され、これと同期の関係で測定系を動作させるため、測定系中のパルス発生回路２２、トリガーパルス発生回路２４、スイッチ回路３４等にも電源電流として供給される。
【０００４】
しかるに、クロック同期の関係で所定周期でトリガーパルス発生回路２４が繰り返し発生するトリガーパルスＩｔｕ は被測定回路１１に与えられ、これに基づき当該被測定回路１１がそのたびごとに発生する被測定波形Ｉｕは負荷抵抗Ｒｕを介し、望ましくはジョセフソン単接合で構成されるジョセフソンサンプリングゲートＪｓに印加される。当該サンプリングゲートＪｓは、当初は磁束量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）で構成されることがあったが、高速動作性に難点があり、時間分解能を高く取り難いため、最近では専らジョセフソン単接合に代わられている。
【０００５】
上記の一方で、トリガーパルス発生回路２４の発生するトリガーパルスＩｔｕ は可変遅延線回路２５を介し、可変遅延線制御回路２３によりその時々で定められた遅延時間を与えられた遅延駆動パルスＩｔｐ となってパルス発生回路２２に入力し、当該パルス発生回路２２を駆動して、そこからパルス幅が極く短いインパルス状のパルスＩｐ（以下、極短パルスＩｐと呼ぶ）を発生させ、これを負荷抵抗Ｒｐを介し、サンプリングゲートＪｓに印加する。
【０００６】
従って当該サンプリングゲートＪｓには被測定波形Ｉｕと極短パルスＩｐとの相乗電流が供給されるが、図５（Ｂ） に示すように、例え被測定波形Ｉｕのピーク値に極短パルスＩｐが重なっても、それら両者の和（Ｉｐ＋Ｉｕ）のみではサンプリングゲートＪｓの臨界電流値Ｉｓｏ を越えることがないように、それらの電流値を設定する。
【０００７】
換言すると、これらの電流値の和（Ｉｐ＋Ｉｕ）に、さらにバイアス電流Ｉｓを加えた電流（Ｉｐ＋Ｉｕ＋Ｉｓ）をサンプリングゲートＪｓに印加した時に、何回かに亙るサンプリングで所定の確率、例えば５０％の確率で当該サンプリングゲートが電圧状態に遷移するように（すなわち（Ｉｐ＋Ｉｕ＋Ｉｓ）≧Ｉｓｏ となるように）、当該バイアス電流Ｉｓの値を調整、決定すれば、そのバイアス電流Ｉｓの値により、極短パルスＩｐが印加されている瞬時の被測定波形Ｉｕの値を求めることができる。そこで、この操作を、可変遅延線制御回路２３の指令により可変遅延線回路２５を介し、例えば１ｐｓ程度の微小な時間刻みで極短パルスＩｐの印加タイミングをずらしながら繰返し行えば、被測定波形Ｉｕの全体を高い時間分解能で拡大した時間軸上に復元、表示することができる。
【０００８】
ここで、手動でこのような測定操作、特にバイアス電流Ｉｓの決定操作を行うのではなく、各サンプル時におけるバイアス電流Ｉｓの大きさを最適に制御し、かつ自動化するためには、従来からも図中で一点鎖線で囲って示したようなバイアス電流帰還制御回路３０が用いられる。つまり、サンプリングゲートＪｓに得られる電圧波形Ｖｓを増幅器３１により増幅し、この電圧Ｖｓから参照電圧Ｖｒを比較回路３２により引き去って、積分回路３３により積分する。得られた直流電圧ＶｍをクロックパルスＣｐに同期したスイッチ３４により当該電圧値Ｖｍのパルス波形にし、抵抗Ｒｓを介することでサンプリングゲートＪｓにバイアス電流Ｉｓ（＝Ｖｍ／Ｒｓ）を供給する。従って、参照電圧Ｖｒの大きさを調整すると、サンプリングゲートＪｓが電圧状態になる確率を変えることができるので、このような系において積分回路３３の出力電圧Ｖｍに基づきその時々のバイアス電流Ｉｓを上述のＩｓ＝Ｖｍ／Ｒｓから算出して電流軸Ｙとし、可変遅延線制御回路２３からの遅延時間値を時間軸Ｘとして、適当なる公知表示器２６にてプロット表示すれば、目的の被測定波形Ｉｕを拡大された時間字軸上にて復元、表示することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ジョセフソンサンプラの動作原理は上記の通りであるが、図５（Ａ） 中に点線１０で囲って示すように、従来、ジョセフソンサンプラの多くの構成要素、特に極短パルスＩｐの発生回路２２、サンプリングゲートＪｓ、バイアス電流帰還制御回路３０等は、測定対象である被測定回路１１と同じ基板チップ１０上に搭載され、そのまま極低温環境下に置かれるようになっていた。というのも、常温で動作する半導体デジタルサンプリング測定回路を用いると、極低温環境下と常温環境下を接続する長い信号ケーブルにより高速信号が劣化し、高精度な波形測定が困難になるからである。
【００１０】
しかし、それがために、今度は別な制約が生まれた。それは、被測定回路１１がジョセフソンサンプラを構成する各構成要素と同一の作製プロセスにより作製されたものに限られると言うことである。例えばジョセフソンサンプラの構成要素がＮｂやＮｂＮを電極に用いた超伝導回路である場合、被測定回路１１もそうしたＮｂ系材料を用いて構築されたものに限られる。そのため、昨今では多くの研究機関で研究されている酸化物高温超伝導体を電極に用いた回路については測定ができないか、極めて困難だった。
【００１１】
また、ジョセフソンサンプラの多くの構成要素を被測定回路１１と同じチップ上に構築せねばならないことは、ある意味で無駄でもある。被測定回路の各々に全て、逐一、ジョセフソンサンプラを構築せねばならないからである。
【００１２】
図２〜４は被測定回路がストリップ線路である場合のジョセフソンサンプラ測定系が示されている。ただし、図５に即して既に説明した従来の構成に対し、同じで良いか同様の構成要素には同一の符号を付してあり、特に改変を要さないものについては再度の説明は省略する。また、図面を簡明にする意味から、図５に示して説明したクロックパルス発振回路２１とそれから周期的な電源電流として与えられるクロックパルスＣｐは図２〜４中では図示を省略し、図５中のトリガーパルス発生回路２４と可変遅延線回路２５も図示を省略しており、トリガーパルス発生回路２４の発生するトリガーパルスＩｔｕ と可変遅延線回路２５の発生する遅延駆動パルスＩｔｐ のみを図２〜４の各測定系に印加される信号として示してある。なお、これら図示していないクロックパルス発振回路２１、トリガーパルス発生回路２４、可変遅延線回路２５のどれか、あるいはいくつか、または全ては、要すれば直ぐ後に述べる測定回路チップ４０上に搭載しても良いが、通常は常温環境下に置いて良い。
【００１３】
さらに、図２〜４のいずれの測定系でも、サンプリングゲートＪｓとしては既述した理由から望ましい単段ジョセフソンゲートが用いられている。そして、その臨界電流値Ｉｓｏ に対し、被測定回路１１から得られる被測定波形の電流値Ｉｕと発生タイミングを微小時間幅でずらして当該被測定波形に重畳させられる極短パルスＩｐの和は常に Ｉｓｏ＞（Ｉｕ＋Ｉｐ）となるように設定され、その上で既述した電流帰還制御回路３０により、バイアス電流値Ｉｓを制御し、これら三つの電流Ｉｕ，Ｉｐ，Ｉｓが重畳的に印加されるサンプリングゲートＪｓの状態を観測することでその時々のバイアス電流値Ｉｓに基づき被測定波形を拡大した時間軸上で表示する。従って、バイアス電流帰還制御回路３０内の構成も図５に示した構成と同様であって良く、外部からの参照電圧Ｖｒも同様にして比較回路３２に印加すれば良いし、図示していないが積分回路３３の出力に基づき、図示しない表示器（図５中の表示器２６）により測定波形を可視表示できる。この表示器２６は、人が視認するものである限り、常温環境下に置く。
【００１４】
しかるに、まず図２の測定系では、被測定回路１１の搭載されている被測定回路チップ５０と同じチップの上には、ジョセフソンサンプラにあって極低温環境下におくべき構成要素は搭載されていない。これら極低温環境下に置くべき構成要素、図示の場合は極短パルスＩｐの発生回路２２、後述する被測定波形の元となる波形を発生する被測定パルス波形発生回路６１、サンプリングゲートＪｓとその周辺の抵抗Ｒｓ，Ｒｐ，Ｒｕ、バイアス電流帰還制御回路３０は、被測定回路チップ５０とは別個独立の測定回路チップ４０上に搭載されている。そして、被測定回路１１とジョセフソンサンプラとの電気的な接続は、測定回路チップ４０上に設けられているボンディングパッド４１，・・・・ と、被測定回路チップ５０上に設けられているボンディングパッド５１，・・・・ とを公知のフリップチップボンディング法に準拠し、例えば半田バンプ４２，・・・・ を援用してなすようにしている。
【００１５】
そのため、まず言えることは、ジョセフソンサンプラと異なる作製プロセスで作製された被測定回路１１であっても、これを測定の対象とし得る。ジョセフソンサンプラがＮｂないし ＮｂＮ系材料で作られ、対して被測定回路１１が酸化物高温超伝導材料で作製されている場合等も問題ない。また、ボンディングパッド接続部分を取り外して使えば、いくつもの、あるいはまた何種類もの被測定回路に対し、一つのジョセフソンサンプラを流用することができる。
【００１６】
さて、図２の回路では、被測定回路１１は具体的にはパルス信号を伝送するストリップ線路１２となっている。つまり、ここで予定している測定目的は、ストリップ線路１２の評価、パルス信号伝搬の観測である。このように、信号線路そのものを評価したいことも実際には良くある。
【００１７】
そのため、当該ストリップ線路１２に入力する被測定波形の元となるパルス信号は、できるだけ幅の狭い極短パルスの方が望ましいので、図２の場合には、図５に即して説明したトリガーパルスＩｔｕ の入力を受けて駆動する被測定パルス波形発生回路６１を新たに挿入し、この回路６１の発する極短パルスＩｕｆ を、被測定回路であるストリップ線路１２への入力信号波形としている。一方、ジョセフソンゲートＪｓに重畳される極短パルスＩｐもまた、既述したように尖鋭なものであることが望ましい。これらパルス発生回路６１，２２には、できるだけ幅の狭い極短パルスを発生する極短パルス発生器により構成されていることが好ましい。
【００１８】
図２中の被測定パルス波形発生回路６１の発したパルス信号Ｉｕｆ は、ボンディング接続部（４１，４２，５１）を介し被測定回路チップ５０上の被測定回路１１であるストリップ線路１２の一端に入力され、ストリップ線路１２を経た被測定波形Ｉｕは再びボンディング接続部（５１，４２，４１）を介し測定回路チップ４０上に戻り、被測定回路側から見た負荷抵抗Ｒｕを介してサンプリングゲートＪｓに印加される。その一方で、既に説明したように、遅延駆動パルスＩｔｐ により駆動されるパルス発生回路２２の発する極短パルスＩｐと、バイアス電流帰還制御回路３０の発するバイアス電流ＩｓもサンプリングゲートＪｓに印加され、既述した手順でサンプリング測定が行われる。
【００１９】
しかるに、この図２に示す測定系では、測定回路チップ４０上に搭載されている被測定パルス波形発生回路６１の発した被測定パルス波形Ｉｕｆ は、ボンディング接続部（４１，４２，５１）を介し被測定回路１１であるストリップ線路１２の一端に入力されるだけではなく、被測定回路チップ５０上にてその一部が分岐されて、なるべく短い短絡線路５２を介した後、再度ボンディング接続部（５１，４２，４１）を経てサンプリングゲートＪｓに印加されるようになっている。このようにすると、ストリップ線路１２における信号伝搬の伝搬速度をも評価できる。
【００２０】
また、図示の場合、測定回路チップ４０と被測定回路チップ５０との間で信号が流れるボンディングパッド対の間には、それぞれ接地路４３として示した線路ないしヴィアホールにより図示しないグランドプレーンに接続されたボンディングパッド対が幾何的に介在している。これは、ボンディングパッド接続部におけるインピーダンスを低くするためで、信号の立ち上がりが １００ｐｓ程度以下に速まってくると、このようなシールド用のボンディングパッド部分を設けることの効果が大きくなってくる。図示の場合にはさらに、信号線路の外側にも接地路４３で短絡されたシールド用ボンディングパッド対を設けているが、これは本来のシールド効果の外、他の信号線路が隣接して設けられる場合には、やはり同様に相互干渉によるインピーダンスの上昇を抑える点で意味がある。
【００２１】
ただし、ボンディングパッド４１，５１を介しての接続を図ると、当該ボンディングパッド部分の幾何的面積が大きいことから、インピーダンスの上昇を招き、インピーダンス不整合を生ずることもある。しかし、そのような場合には、公知の考え方に従い、図中では代表的に一個所にしか示していないが、インピーダンスマッチング用キャパシタンスＣｍを設ければ良い。このキャパシタンスは、個別部品としてのキャパシタにより得られるものであっても良いが、本出願人は既に、特願平７−３２６９２３号（特開平９−１６７８６４号）にて、当該ボンディングパッドの幾何的な面積を積極的にキャパシタンスとして利用する工夫も開示しているので、この技術を使うとなお良い。
【００２２】
また、信号伝搬速度評価のために被測定パルス波形Ｉｕｆ の一部を分岐的に流す短絡線路５２を設けた場合には特に、インピーダンスマッチングのために、当該分岐線路である短絡線路５２や、ストリップ線路１２への接続線路の一方または双方中に、マッチング抵抗Ｒｍ１，Ｒｍ２ を設けた方が良いこともある。
【００２３】
もちろん、このような接地路４３で接地されたボンディングパッド対を設ける構造や、インピーダンスマッチングキャパシタＣｍやマッチング抵抗Ｒｍ１，Ｒｍ２（上述のようにいずれか一方でも良い）を設ける構成は、後述する図３，図４の測定系においても必要に応じ、同様に適用できる。
【００２４】
しかるに、上記の極短パルス発生器としては、先に触れたように、サンプリングゲートＪｓに印加する極短パルスＩｐや、場合により用いるのが望ましい被測定パルス波形発生回路６１からの出力パルスＩｕｆを、文字通りにパルス幅の十分短い尖鋭な波形のパルスとして出力するものを用いるのが望ましい。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ジョセフソンサンプリング回路に必要とされる、できるだけ幅の狭い極短パルスの発生器として、四接合電流注入型のジョセフソンゲートの負荷抵抗の一端から当該ジョセフソンゲートが電圧状態に遷移した時に当該負荷抵抗に流れる負荷電流の一部を取出して負荷回路に供給する線路を設け、この負荷回路への線路中に直列にジョセフソン接合を設けて成る極短パルス発生器を提案する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の極短パルス発生器の一実施例を示している。この実施例を参照して本発明を説明する。その基本的な構成は一般に４ＪＬゲートと略称されて極めて周知の四接合電流注入型ジョセフソンゲートを有して成っている。すなわち、超伝導閉ループ中に四つのジョセフソン接合Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４があり、当該閉ループにはゲート端子Ｔｇからゲート抵抗Ｒｇを介しゲート電流（電源電流）Ｉｇの流れ込むノード（接続点）と、接地（グランドプレーン）に接続するノードが設けられ、これらノード対を境にして左右のブランチ（枝回路）に分かたれている。一方のブランチ、図示の場合は左ブランチに属する二つのジョセフソン接合Ｊ１，Ｊ２の間に入力端子Ｔｉからの入力信号電流Ｉｉが流入し、当該流入点と接地との間に設けられているジョセフソン接合Ｊ１には並列に入力抵抗Ｒｉが設けられている。
【００２７】
これら左ブランチ中のジョセフソン接合Ｊ１，Ｊ２の臨界電流値に対し、他方のブランチである右ブランチ中の二つのジョセフソン接合Ｊ３，Ｊ４の臨界電流値は、電流増幅率を高く取るために大きく取られ、一般には周知のように三倍程度に選ばれる。
【００２８】
閉ループには並列に負荷抵抗ＲＬが設けられ、これにより基本的な四接合電流注入型ジョセフソンゲートの基本構成が満足されるが、図示の極短パルス発生器ではさらに、負荷抵抗ＲＬのホット側端から取り出される出力端子Ｔｏへの出力線路中に、ジョセフソン接合Ｊ５が介在している。そのため、この極短パルス発生器は、次のような動作により目的の極短パルスを発生することができる。
【００２９】
ゲート臨界電流値の８０〜９０％の大きさの電源電流Ｉｇが与えられている状態で、入力信号電流Ｉｉとして既述のトリガーパルスＩｔｕ か遅延駆動パルスＩｔｐ が印加されると、まずは入力抵抗Ｒｉに並列なジョセフソン接合Ｊ２がこれら電流の相乗効果で電圧状態に遷移し、その結果、次いでこれら電流は右ブランチ中のジョセフソン接合Ｊ３，Ｊ４に流れ込み、これらを電圧状態にスイッチさせる。すると、右ブランチ中に流れていた電源電流Ｉｇは逆方向となる入力信号電流Ｉｉより大きいので、残っているジョセフソン接合Ｊ１を介し入力抵抗Ｒｉに向けて流れ、これを電圧状態に遷移させて、最終的に閉ループ全体を電圧状態に遷移させ、電源電流Ｉｇは負荷抵抗ＲＬの方に、入力信号電流Ｉｉは入力抵抗Ｒｉにのみ、流れる状態となる。
【００３０】
この動作は周知の四接合電流注入型ジョセフソンゲートの基本動作であるが、図示の極短パルス発生器では、負荷抵抗ＲＬへの電流線路は分岐され、負荷抵抗ＲＬに流れる負荷電流（電圧状態に遷移した後の電源電流Ｉｇ）の一部が追加のジョセフソン接合Ｊ５に流れるようになっている。そしてそのために、このジョセフソン接合Ｊ５を介し出力端子Ｔｏに生ずる出力電流は極短パルスとなる。すなわち、上述の基本動作によりゲートが全体として電圧状態に遷移した瞬間から、負荷抵抗ＲＬに比して出力端子Ｔｏに接続した負荷回路のインピーダンスの方を適当に低く設定することで、最初は電源電流Ｉｇの殆どが追加のジョセフソン接合Ｊ５を介し、出力電流として負荷回路に流れ込む。
【００３１】
しかし、経時的に見て上昇して行く出力電流の大きさが追加のジョセフソン接合Ｊ５の臨界電流を越えた瞬間に、当該ジョセフソン接合Ｊ５が電圧状態に遷移して出力端子Ｔｏを介し負荷抵抗ＲＬに並列な負荷回路に与えられる出力電流が断たれ、電源電流Ｉｇは専ら負荷抵抗ＲＬにのみ流れるようになる。
【００３２】
従って、本発明の極短パルス発生器を図２中のパルス発生回路２２として用いると出力パルスＩｐとして極短パルスが得られ、被測定パルス波形発生回路６１として用いた場合には十分鋭い被測定パルス波形Ｉｕｆ をストリップ線路１２に入力させることができる。
【００３３】
本発明者の実験例では、臨界電流密度１０ＫＡ／ｃｍ２のＮｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂジョセフソン接合を用い、ジョセフソン接合Ｊ１，Ｊ２，Ｊ５の臨界電流値を １５０μＡ，ジョセフソン接合Ｊ３，Ｊ４のそれをその三倍の ４５０μＡ に設定し、入力抵抗Ｒｉの値を ０．５Ω，出力負荷抵抗ＲＬの値を ５Ω，ゲート抵抗Ｒｇの値を４０Ωに設定して、波高値 ２００μＡ，半値幅１０ｐｓ程度の急峻なパルスを得るのに成功した。このように、４ＪＬゲートの基本構成に対し、実質的にその出力線路に直列に追加のジョセフソン接合Ｊ５を設けただけの簡単な構成の割に、この極短パルス発生器は高い動作信頼度で目的の極短パルスを発生させることができる。そして、この極短パルス発生器は、後述の他の測定系においても用い得ることはもちろん、これ自体単独で、任意のジョセフソン回路に利用することができる。
【００３４】
なお、本発明のような極短パルス発生器を用いる場合の外、他の構造の極短パルス発生器を用いる場合であっても、図２中のパルス発生回路２２や被測定パルス波形発生回路６１のグランドプレーンへの接地位置と、サンプリングゲートＪｓの接地位置との間は、幾何的になるべく離す方が望ましい。 １００ｐｓ程度以下のパルス信号を取扱うようになると、これらの接地位置が近い場合、グランドプレーンを通じてのサンプリングゲートＪｓへの回り込みによる干渉が生じ、検出誤差の原因となることもあるからである。また、各部に供給する電源波形は、複数のジョセフソン接合を直列接続して成る公知の電圧レギュレータにより、安定化されているのが望ましい。
【００３５】
図３は本発明の極短パルス発生器を使用し得る第二のサンプリング測定系を示している。これについては図２中の構成と異なる点にのみ説明し、他についてはこれまでの説明をそのまま援用できる。この点は、後述の図４に示す第三のサンプリング測定系についても同様である。
【００３６】
図３の測定系では、被測定対象はストリップ線路１２を通過したパルス波形ではなく、ランプ波形である。従って、トリガーパルスＩｔｕ により駆動され、通常のジョセフソンゲートにより構成できる被測定ランプ波形発生回路６２が用いられており、その出力は図３中に模式的に示すようにランプ波形Ｉｕｆ となる。
【００３７】
さらにこの第二の測定系の場合、当該ランプ波形Ｉｕｆ は第一、第二のゲート７１，７２に共に与えられ、第一ゲート７１から出力された被測定ランプ波形Ｉｕｆ は測定回路チップ４０と被測定回路チップ５０との間の接続部分である既述のボンディングパッド接続部（４１，４２，５１）を介してストリップ線路１２に入力され、ストリップ線路１２を通過した被測定ランプ波形Ｉｕは、再びボンディングパッド接続部（５１，４２，４１）を介し負荷抵抗Ｒｕ１ を経てサンプリングゲートＪｓに印加される。
【００３８】
一方で第二ゲート７２から出力された被測定ランプ波形Ｉｕｆ は測定回路チップ４０と被測定回路チップ５０との間の接続部分である既述のボンディングパッド接続部（４１，４２，５１）を介してできるだけ短い長さの短絡線路５２に入力され、当該線路を通過した被測定ランプ波形Ｉｕは再びボンディングパッド接続部（５１，４２，４１）を介し負荷抵抗Ｒｕ２ を経てサンプリングゲートＪｓに印加される。
【００３９】
従って、第一、第二ゲート７１，７２の電源を交互に切り替えることにより、ストリップ線路１２を経た場合と短絡線路５２を経た場合の信号波形Ｉｕを比較でき、ストリップ線路伝搬特性のより詳しい評価が可能となる。
【００４０】
図４に示す第三の測定系は、図３に示した第二の測定系の更なる改良であって、主として異なる所は、ボンディングパッド接続部（４１，４２，５１）そのものの存在の影響をも評価できることである。
【００４１】
すなわち、被測定ランプ波形発生回路６２の出力したランプ波形Ｉｕｆ は第一、第二、第三のゲート７１，７２，７３の全てに与えられ、第一ゲート７１から出力された被測定ランプ波形Ｉｕｆ は測定回路チップ４０と被測定回路チップ５０との間の接続部分である既述のボンディングパッド接続部（４１，４２，５１）を介してストリップ線路１２に入力され、ストリップ線路１２を通過した被測定ランプ波形Ｉｕは再びボンディングパッド接続部（５１，４２，４１）を介し負荷抵抗Ｒｕ１ を経てサンプリングゲートＪｓに印加される。
【００４２】
一方で第二ゲート７２から出力された被測定ランプ波形Ｉｕｆ は測定回路チップ４０と被測定回路チップ５０との間の接続部分である既述のボンディングパッド接続部（４１，４２，５１）を介してできるだけ短い長さの短絡線路５２に入力され、当該線路を通過した被測定ランプ波形Ｉｕは再びボンディングパッド接続部（５１，４２，４１）を介し負荷抵抗Ｒｕ２ を経てサンプリングゲートＪｓに印加される。
【００４３】
さらに、第三ゲート７３からの被測定ランプ波形Ｉｕｆ はボンディングパッド接続部分を介することなく、測定回路チップ４０上にてのみ、所定の線路を経て負荷抵抗Ｒｕ３ を介し、サンプリングゲートＪｓに印加される。従って、第一、第二、第三ゲート７１，７２，７３の電源を順繰りに切り替えて既述の手法でサンプリング測定すれば、ストリップ線路１２を経た場合と短絡線路５２を経た場合、さらにはボンディングパッド接続部分すら経ない場合の各信号波形Ｉｕを比較でき、ストリップ線路の伝搬特性をさらに詳しく評価できるようになる。
【００４４】
以上の各測定系においては、測定回路チップ４０と被測定回路チップ５０との接続はフリップチップボンディングによりなしていた。しかしこれに代えて、それ自体は公知のワイヤボンディングによりなしても良い。また、もちろんのことであるが、被測定回路１１は、図示のストリップ線路１２に限ることはなく、例えば論理回路等、任意のジョセフソン回路であって良い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の極短パルス発生器によると、種々の回路において必要となる極めてパルス幅の短い波形を合理的、簡単な回路構成によって、高い動作信頼度で得ることができる。これは、ジョセフソンサンプリング測定系に使用し得ることは勿論、これ単独で任意のジョセフソン回路に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】本発明を使用する第一の ジョセフソンサンプリング測定系の概略図である。
【図３】本発明を使用する第二のジョセフソンサンプリング測定系の概略図である。
【図４】本発明を使用する第三のジョセフソンサンプリング測定系の概略図である。
【図５】従来におけるジョセフソンサンプリング測定系の代表的一例の原理的構成図である。
【符号の説明】
１２ ストリップ線路
２２ パルス発生回路
４０ 測定回路チップ
６１ 被測定パルス波形発生回路
Ｊ１〜Ｊ４ 四接合電流注入型ジョセフソンゲートのジョセフソン接合
ＲＬ 負荷抵抗
Ｊ５ ジョセフソン接合
Ｉｐ 極短パルス
Ｉｕｆ 被測定パルス発生回路６１の出力パルス
Ｉｉ 入力信号電流
Ｉｔｕ トリガーパルス

Claims (1)

1. パルス幅の短い尖鋭な極短パルスの発生器であって；
   四接合電流注入型のジョセフソンゲートの出力端に対して、他端を接地した負荷抵抗とジョセフソン接合の一端とを接続し、該ジョセフソン接合の他端からパルス出力を取り出すようにしたこと；
   を特徴とする極短パルス発生器。

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