JPH0499979A - Squid磁束計 - Google Patents

Squid磁束計

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JPH0499979A
JPH0499979A JP2217193A JP21719390A JPH0499979A JP H0499979 A JPH0499979 A JP H0499979A JP 2217193 A JP2217193 A JP 2217193A JP 21719390 A JP21719390 A JP 21719390A JP H0499979 A JPH0499979 A JP H0499979A
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JP
Japan
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pickup coil
squid
sensor
substrate
squid magnetometer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2217193A
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English (en)
Inventor
Kotaro Goto
公太郎 後藤
Norio Fujimaki
藤巻 則夫
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】 〔概要〕 高感度の磁気センサとして用いられるSQUID磁束計
に関し、 高い寸法精度でピックアップコイルを形成することがで
き、このピックアップコイルを被計測体の形状に合わせ
て配置することができ、微弱な生体磁気等を高感度で計
測できるSQUID磁束計を提供することを目的とし、 使用温度と常温との間の熱サイクルに耐える高分子有機
材料の可曲性基板上に形成された薄膜配線からなるピッ
クアップコイルと、超伝導薄膜からなるSQUIDセン
サから構成した。
また、薄膜配線からなるピックアップコイルを使用温度
と常温との間の熱サイクルに耐える高分子有機材料の可
曲性基板上に形成し、SQUIDセンサを他の基板上に
形成して、その間を超伝導接続して構成した。
そして、上記の高分子有機材料をポリイミド樹脂で構成
し、ピックアップコイルを除く配線の少なくとも一部に
接近して超伝導薄膜からなるグランドプレーンを設けた
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高感度の磁気センサとして用いられるSQU
ID (SuperconductingQuantu
m  InterferenceDevice)磁束計
に関するものである。
SQUIDを用いた高感度センサは、生体内において、
神経繊維中を流れる電流などによって生じる微弱な磁気
を計測する上で不可欠であり、近年、脳や心臓などの広
範囲の磁界分布を測定するため、SQUIDセンサを多
数系統配列した多チャネルSQUIDの開発も進められ
ている。
〔°従来の技術〕
従来から、SQUID磁束計は、ピックアップコイルと
SQUIDセンサから構成され、ピックアップコイルと
SQUIDセンサの間は、磁界結合されている。
そして、SQUID磁束計用ピックアップコイルは、通
常、Nb−Ti合金等からなる超伝導線を立体的コイル
状に巻いたもの、あるいは、シリコン等の材料からなる
基板上に形成されたNb等からなる超伝導薄膜をループ
状にパターン加工したものが用いられている。
そして、これらのピックアップコイルは、地磁気などの
外部磁気の影響を排除するため、1次微分型や2次微分
型など、形状、配置に工夫が施されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来知られていたSQUID磁束計を用いて生体磁気な
どを測定する場合、超伝導線を用いたコイルは立体的に
構成しやすいため、脳や心臓等の被計測体の形状に合わ
せてピックアップコイルを配列することが可能であるが
、高い寸法精度でコイルを形成することが難しいため、
ピックアップコイルやSQUIDセンサの配線等の超伝
導線間のクロストークの低減が容易でないなどの問題点
がある。
他方、基板上に形成した超伝導材料薄膜をループ状にパ
ターン加工して形成した平面的なコイルは、リソグラフ
ィーの技術などによって高い寸法精度で加工することが
可能であり、また、ピックアップコイルとSQUIDセ
ンサを同一基板上に形成することができるため、超伝導
配線間のクロストークを低減することができる等の利点
があるが、ピックアップコイルが平面型に限られるため
、被計測体の形状に合わせてピックアップコイルを配置
するには工夫が必要であった。
本発明は、高い寸法精度でピックアップコイルを形成す
ることができ、このピックアップコイルを被計測体の形
状に合わせて配置することができ、微弱な生体磁気等を
高感度で計測できるSQUID磁束計を提供することを
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 本発明にかかるSQUID磁束計においては、使用温度
と常温との間の熱サイクルに耐える高分子有機材料の可
曲性基板上に形成された薄膜配線からなるピックアップ
コイルと、超伝導薄膜からなるSQUIDセンサから構
成した。
また、上記の高分子有機材料の可曲性基板上に薄膜配線
からなるピックアップコイルを形成し、他の基板上にS
QUIDセンサを形成して、その間を超伝導接続して構
成した。
また、この高分子有機材料としてポリイミド樹脂を採用
した。
そしてまた、ピックアップコイルを除く配線の少な(と
も一部に、接近して超伝導薄膜からなるグランドプレー
ンを設けた。
〔作用〕
本発明の上記構成によれば、平面状の基板に形成された
薄膜を加工してピックアップコイルを形成するため、完
熟したリソグラフィー技術を用いて、高い寸法精度でパ
ターン加工することが可能であるため、配線間のクロス
トークを低減でき、使用温度と常温との間の熱サイクル
に耐える高分子有機材料の可曲性基板を使用するため、
この基板を湾曲させて地磁気等の外部磁気の影響を低減
することができ、また、被計測体の形状に合わせて立体
的に構成でき、さらに、配線に接近して超伝導薄膜から
なるグランドプレーンを設けたことにより、配線のイン
ダクタンスを低減でき、外部磁界を遮蔽できるから、広
範囲にわたる被計測体の磁界分布を正確に計測できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
(1)第1実施例 第1図(a)〜(C)は、本発明の第1実施例のSQU
ID磁束計の構成説明図である。
この図において、1はポリイミド樹脂フィルム、2ば超
伝導薄膜をパターン加工したピックアップコイル、3は
ピックアップコイルとSQUIDセンサの磁界結合、4
はジョセフソン接合、5はSQUIDセンサ、8はクラ
イオスタンド、9は液体ヘリウム、lOは被計測体、A
はSQUID磁束計である。
i 第1実施態様 第1図(a)は、第1実施態様を示す概略斜視図である
このSQUID磁束計Aにおいては、ポリイミド樹脂の
フィルム1の上に、超伝導薄膜をパターン加工したピッ
クアップコイル2と、2つのジョセフソン接合4を有す
るSQUIDセンサ5の両者が形成され、ピックアップ
コイル2とSQ’UIDセンサ5の間は磁界結合3によ
って結合されている。
この実施態様が、従来のSQUID磁束計と異なる点は
、ピックアップコイル2と、SQUIDセンサ5を形成
する基板1として、使用温度と常温との間の熱サイクル
に耐える高分子有機材料である可曲性を有するポリイミ
ド樹脂のフィルムを用いた点である。
そのため、ピックアップコイル2と、SQUIDセンサ
5の正確なパターン加工が容易であり、ポリイミド樹脂
のフィルム1を湾曲させて立体的な構成をとることがで
きる。
11  第2実施態様 第1図(b)は、第2実施態様を示す概略斜視図である
この実施態様は、第1実施態様として説明したSQUI
D磁束計Aにおいて、ピックアップコイル2のループを
ポリイミド樹脂のフィルム1の両端に分けて形成し、こ
のフィルム1の両端を湾曲させて、両ループを略平行に
配置して1次微分型ピックアップコイルを有する磁束計
として構成したものである。
このように、ポリイミド樹脂フィルム1の両端に形成さ
れたピックアップコイル2の各ループはほぼ平行して対
向しているから、両端ループを共通に通過する地磁気な
どの影響を相殺することができる。
また、ポリイミド樹脂フィルム1を適宜湾曲して、ピッ
クアップコイル2とSQUIDセンサ5の配線に生じる
外部磁気の影響を排除することができる。
このSQUID磁束計Aにおいては基板としてポリイミ
ド樹脂フィルムを使用しているため、製造段階において
は、平面状にして加工を容易にし、完成した後に適宜目
的に応じて湾曲することができる。
iii  第3実施態様 第1図(C)は、第3実施態様を示す概略斜視図である
この実施態様においては、ポリイミド樹脂フィルム上に
形成された多チャネルSQUID磁束計A、を人間の脳
などの被計測体の形状に合致させたクライオスタット7
の壁面に貼りつけ、液体ヘリウム8を注入して全体を冷
却したS QU I DV1束計の使用態様を示してい
る。
この場合、ピックアップコイル2は、前述した1次微分
型であっても、また、これを組み合わせた2次型微分型
であっても適用できる。
この実施態様においては、図示されているように、ポリ
イミド樹脂フィルム1を湾曲して被計測体の形状に合わ
せるから、被計測体の広範囲の磁界分布を正確に計測で
きる。
(2)第2実施例 第2図(a)〜(C)は、本発明の第2実施例のSQU
ID磁束計の構成説明図である。
この図において、6が従来使用されていたシリコン等の
材料からなる基板、7が接続導体である他は第1図にお
いて同符号を付して説明したものと同じである。
i 第1実施態様 第2図(a)は、第1実施態様を示す概略斜視図である
このSQUID磁束計Aは、ポリイミド樹脂のフィルム
1の上に、超伝導薄膜をパターン加工して形成されたピ
ックアップコイル2と、他の基板6上に形成された2つ
のジョセフソン接合4を有するSQUIDセンサ5から
構成され、ピックアップコイル2とSQUIDセンサ5
の間は接続導体7によって相互に超伝導接続されている
この実施態様が、第1実施例の第1実施態様のSQUI
D磁束計と異なる点は、SQUIDセンサ5を形成する
基板6が、ピックアップコイル2を形成するポリイミド
樹脂のフィルム1とは別体となっている点である。
そのため、ピックアップコイル2については、第1実施
例におけると同様な効果を奏し、その上に、SQUID
センサ5とピックアップコイル2の組合せが自由になる
から、ピックアップコイル2を被計測体の形状に合わせ
て種々な形状にし、これを画一的に形成されたSQUI
Dセンサ5と組み合わせることができる。
11  第2実施態様 第2図(b)は、第2実施態様を示す概略斜視図である
この実施態様は、第1実施例の第1実施態様に対応する
もので、特に説明を要しないが、ピックアップコイル2
の基板とSQUIDセンサ5の基板が別体であることに
よる利点は前記の第2実施例の第1態様と同様である。
ji  第3実施態様 第2図(C)は、第3実施態様を示す概略斜視図である
この実施態様は、第1実施例の第1実施態様に対応する
もので、特に新たな説明を要しないが、ピックアップコ
イル2の基板とSQUIDセンサ5の基板が別体である
ことによる利点は前記の第2実施例の第1態様と同様で
ある。
(3)第3実施例 5Q=UID磁束計の感度をさらに向上するには、配線
のインダクタンスを低減し、また、外部磁界から磁束計
を遮蔽することが必要である。
第3図(a)、(b)は、本発明の第3実施例の要部説
明図である。
この図において、1または6は基板、11は超伝導体か
らなるグランドプレーン、12は絶縁体層、13は超伝
導薄膜配線である。
第3図(a)は、ポリイミド樹脂フィルムからなる基板
1または6の上に、例えばNbをスバ・ツタ−した超伝
導体からなるグランドプレーン11を積層し、その上に
絶縁体層12を積層し、さらにその上に超伝導薄膜から
なる配線13.13を形成したものを示している。
この実施例による磁束計は、グランドプレーン11が有
するマイスナー効果によって外部磁界から遮蔽され、ま
た配線13.13のインダクタンスおよび配線間のクロ
ストークが低減される。
この場合、絶縁体層12はグランドプレーン11による
配線13.13間の短絡を防ぐため挿入されたものであ
る。
第3図(b)は、ポリイミド樹脂フィルムからなる基板
1または6の裏面に、超伝導体からなるグランドプレー
ン11を設け、基板1または6の表面に超伝導体の薄膜
からなる配線13.13を形成したものである。
この磁束計によると、第3図(a)に示された磁束計が
有する改善効果を奏するが、ポリイミド樹脂フィルムか
らなる基板1または6の厚さを絶縁体層12はど薄(で
きないことが多いから、その効果は若干低くなる。
なお、上記の実施例においては、ピックアップコイルを
形成する超伝導材料をNb等として説明したが、他の超
伝導材料であっても同様に適用できる。
また、その場合使用される超伝導材料によって臨界温度
が異なるから、ポリイミド樹脂フィルムの他に、超伝導
材料の臨界温度と常温との間の熱サイクルに耐える高分
子有機材料の可曲性基板であれば使用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、基板を平面状態
にしてピックアップコイルやSQUIDセンサを形成す
ることによって、高い寸法精度の加工を行って、配線間
のクロストークを低減でき、また、基板が可曲性をもつ
から、基板を適宜湾曲することによって、外部磁気の影
響を低減し、また、被計測体の形状に合わせた立体的な
構成をとることが容易であり、そしてまた、グランドプ
レーンを設けることによって、配線のインダクタンスを
低減でき、また、外部磁気の影響を低減することができ
る。
したがって、本発明によると高感度、高精度のSQUI
D磁束計を提供でき、この技術分野において貢献すると
ころが大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(c)は、本発明の第1実施例のSQU
ID磁束計の構成説明図、第2図(a)〜(C)は、本
発明の第2実施例のSQUID磁束計の構成説明図、第
3図(a)、(b)は、本発明の第3実施例の要部説明
図である。 ■−ポリイミド樹脂フィルム、2・−ピックアップコイ
ル、3・−ピックアップコイルとSQUIDセンサの磁
界結合、4−ジョセフソン接合、5−3QUIDセンサ
、6−基板、7−接続導体、8クライオスタンド、9−
液体ヘリウム、1〇−被計測体、11−グランドプレー
ン、12・−絶縁体層、13−超伝導薄膜配線、A−3
Q U I D磁束計 特許出願人   富士通株式会社 代理人弁理士  相 谷 昭 司

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、使用温度と常温との間の熱サイクルに耐える高
    分子有機材料の可曲性基板上に形成された薄膜配線から
    なるピックアップコイルと、超伝導薄膜からなるSQU
    IDセンサから構成されたSQUID磁束計。
  2. (2)、使用温度と常温との間の熱サイクルに耐える高
    分子有機材料の可曲性基板上に形成された薄膜配線から
    なるピックアップコイルと、他の基板上に形成されたS
    QUIDセンサとから構成され、該ピックアップコイル
    と該SQUIDセンサの間が超伝導接続されていること
    を特徴とするSQUID磁束計。
  3. (3)、請求項(1)に記載されたSQUID磁束計に
    おいて、高分子有機材料の可曲性基板の少なくとも一部
    を湾曲して、ピックアップコイルとSQUIDセンサが
    同一平面にない形状に構成したことを特徴とするSQU
    ID磁束計。
  4. (4)、請求項(2)に記載されたSQUID磁束計に
    おいて、高分子有機材料の可曲性基板の少なくとも一部
    を湾曲して、ピックアップコイルを立体的形状に構成し
    たことを特徴とするSQUID磁束計。
  5. (5)、請求項(1)ないし(4)のいずれか1つに記
    載されたSQUID磁束計において、ピックアップコイ
    ルおよびSQUIDセンサが複数の系統から構成された
    ことを特徴とする多チャネルSQUID磁束計。
  6. (6)、請求項(1)ないし(5)のいずれか1つに記
    載されたSQUID磁束計において、高分子有機材料が
    ポリイミド樹脂であることを特徴とするSQUID磁束
    計。
  7. (7)、請求項(1)ないし(6)のいずれか1つに記
    載されたSQUID磁束計において、ピックアップコイ
    ルを除く配線の少なくとも一部に、該配線とは絶縁され
    、かつ、これに接近して超伝導薄膜からなるグランドプ
    レーンを設けたことを特徴とするSQUID磁束計。
JP2217193A 1990-08-20 1990-08-20 Squid磁束計 Pending JPH0499979A (ja)

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JP2217193A JPH0499979A (ja) 1990-08-20 1990-08-20 Squid磁束計

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006337297A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Kanazawa Inst Of Technology 超伝導磁気センサ
JP2006349496A (ja) * 2005-06-16 2006-12-28 Kanazawa Inst Of Technology シングルチップ集積型マルチチャンネル磁気センサ
JP2008047784A (ja) * 2006-08-21 2008-02-28 Yokogawa Electric Corp 平面型squidセンサ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006337297A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Kanazawa Inst Of Technology 超伝導磁気センサ
JP2006349496A (ja) * 2005-06-16 2006-12-28 Kanazawa Inst Of Technology シングルチップ集積型マルチチャンネル磁気センサ
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