JPH05196710A - Ｓｑｕｉｄ素子 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ素子Info
- Publication number
- JPH05196710A JPH05196710A JP3173836A JP17383691A JPH05196710A JP H05196710 A JPH05196710 A JP H05196710A JP 3173836 A JP3173836 A JP 3173836A JP 17383691 A JP17383691 A JP 17383691A JP H05196710 A JPH05196710 A JP H05196710A
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- JP
- Japan
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- coil
- squid
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- squid element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＳＱＵＩＤ素子のｒｆコイルのターン数変更
を容易にする。 【構成】 ｒｆコイルをプリント配線により作製し、所
定のターン毎に接続端子を設ける。ＳＱＵＩＤ素子の調
整の際は、ｒｆコイルの巻き初めの接続端子と適当なタ
ーンの接続端子にリード線を接続し、ＳＱＵＩＤ素子の
出力を測定する。所定の出力が得られない場合には、ｒ
ｆコイルの別の接続端子にリード線を接続する。
を容易にする。 【構成】 ｒｆコイルをプリント配線により作製し、所
定のターン毎に接続端子を設ける。ＳＱＵＩＤ素子の調
整の際は、ｒｆコイルの巻き初めの接続端子と適当なタ
ーンの接続端子にリード線を接続し、ＳＱＵＩＤ素子の
出力を測定する。所定の出力が得られない場合には、ｒ
ｆコイルの別の接続端子にリード線を接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁界の大きさを高感度
で検出することのできるＳＱＵＩＤ素子（ユニット）に
関する。
で検出することのできるＳＱＵＩＤ素子（ユニット）に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＱＵＩＤはジョセフソン接合を有する
超伝導リングであり、このリングには磁束が磁束量子の
単位で出入りするという性質を利用して、非常に小さい
磁場まで検出することができる。現在のところ、ＳＱＵ
ＩＤにはｒｆＳＱＵＩＤ及びｄｃＳＱＵＩＤという２つ
のタイプがあり、そのうち、１個のジョセフソン接合部
を有するｒｆＳＱＵＩＤは測定の安定度が高いという特
長を有する。
超伝導リングであり、このリングには磁束が磁束量子の
単位で出入りするという性質を利用して、非常に小さい
磁場まで検出することができる。現在のところ、ＳＱＵ
ＩＤにはｒｆＳＱＵＩＤ及びｄｃＳＱＵＩＤという２つ
のタイプがあり、そのうち、１個のジョセフソン接合部
を有するｒｆＳＱＵＩＤは測定の安定度が高いという特
長を有する。
【０００３】ｒｆＳＱＵＩＤを利用する磁気測定装置で
は、図４に示すように、ｒｆＳＱＵＩＤ４０の近傍にｒ
ｆＳＱＵＩＤ４０と誘導的に結合するようにｒｆコイル
４１を設ける。ｒｆコイル４１と並列にコンデンサ４２
を設け、これらにより共振回路を構成する。以上の要素
から構成されるＳＱＵＩＤ素子４３は、動作時は液体ヘ
リウム温度に保たれる。
は、図４に示すように、ｒｆＳＱＵＩＤ４０の近傍にｒ
ｆＳＱＵＩＤ４０と誘導的に結合するようにｒｆコイル
４１を設ける。ｒｆコイル４１と並列にコンデンサ４２
を設け、これらにより共振回路を構成する。以上の要素
から構成されるＳＱＵＩＤ素子４３は、動作時は液体ヘ
リウム温度に保たれる。
【０００４】磁界測定時の動作は次の通りである。ｒｆ
発振器４４より、数十ＭＨｚの高周波信号をＳＱＵＩＤ
素子４３内の共振回路４１、４２に供給する。ここにお
ける高周波信号の振幅は、これに応答するＳＱＵＩＤ４
０のリング電流が臨界電流Ｉcよりも少し大きくなるよ
うにしておく。ここで、基準信号発振器４５から数十ｋ
Ｈｚの基準信号を共振回路のインダクタンス（ｒｆコイ
ル）４１を通じてＳＱＵＩＤ４０に供給する。これによ
り高周波信号の振幅が臨界電流Ｉcの上下で変化し、エ
ンベロープが三角波状の高周波電圧が共振回路４１、４
２に現われる。この上にさらに被測定磁界がＳＱＵＩＤ
リング４０に加わると、出力波の位相がずれてくる。従
って、共振回路４１、４２から出力される高周波を検波
して、エンベロープ波形を検出し、基準信号との位相差
を同期検波回路４６で検出することにより、被測定磁界
の大きさを測定することができる。
発振器４４より、数十ＭＨｚの高周波信号をＳＱＵＩＤ
素子４３内の共振回路４１、４２に供給する。ここにお
ける高周波信号の振幅は、これに応答するＳＱＵＩＤ４
０のリング電流が臨界電流Ｉcよりも少し大きくなるよ
うにしておく。ここで、基準信号発振器４５から数十ｋ
Ｈｚの基準信号を共振回路のインダクタンス（ｒｆコイ
ル）４１を通じてＳＱＵＩＤ４０に供給する。これによ
り高周波信号の振幅が臨界電流Ｉcの上下で変化し、エ
ンベロープが三角波状の高周波電圧が共振回路４１、４
２に現われる。この上にさらに被測定磁界がＳＱＵＩＤ
リング４０に加わると、出力波の位相がずれてくる。従
って、共振回路４１、４２から出力される高周波を検波
して、エンベロープ波形を検出し、基準信号との位相差
を同期検波回路４６で検出することにより、被測定磁界
の大きさを測定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ｒｆコイル４１により
励起されるｒｆＳＱＵＩＤ４０の入力磁束φrfはφrf＝
Ｍ・Ｉrfと表わされる。ここで、Ｍはｒｆコイル４１と
ｒｆＳＱＵＩＤ４０の相互インダクタンス、Ｉrfはｒｆ
コイル４１に流れる電流であるが、その他の条件を一定
とした場合、相互インダクタンスＭはｒｆコイル４１の
ターン数（巻き数）にほぼ比例する。
励起されるｒｆＳＱＵＩＤ４０の入力磁束φrfはφrf＝
Ｍ・Ｉrfと表わされる。ここで、Ｍはｒｆコイル４１と
ｒｆＳＱＵＩＤ４０の相互インダクタンス、Ｉrfはｒｆ
コイル４１に流れる電流であるが、その他の条件を一定
とした場合、相互インダクタンスＭはｒｆコイル４１の
ターン数（巻き数）にほぼ比例する。
【０００６】ＳＱＵＩＤは非常に微妙なものであり、多
数のＳＱＵＩＤユニットを製造するとユニット毎にその
特性が少しづつ異なる。ＳＱＵＩＤを使用する磁気測定
装置は非常に微弱な磁界を測定するものであるため、こ
のような僅かの特性の違いでも測定精度に影響を与え
る。このため、ｒｆコイルは対応するｒｆＳＱＵＩＤ毎
に調整を行なう必要がある。
数のＳＱＵＩＤユニットを製造するとユニット毎にその
特性が少しづつ異なる。ＳＱＵＩＤを使用する磁気測定
装置は非常に微弱な磁界を測定するものであるため、こ
のような僅かの特性の違いでも測定精度に影響を与え
る。このため、ｒｆコイルは対応するｒｆＳＱＵＩＤ毎
に調整を行なう必要がある。
【０００７】従来、ｒｆＳＱＵＩＤ素子のユニットを製
造する際は、予め標準的なターン数のｒｆコイルを作製
し、それをＳＱＵＩＤ素子ユニットに組み込んで、所定
のｒｆコイル電流に対して正しい出力が得られるかどう
かを検査していた。所定の出力が得られない場合、ユニ
ットからｒｆコイルを取り出し、コイルのワイヤの長さ
を調節して再度組み込み、出力検査を行なっていた。こ
こで、コイルを構成するワイヤが長すぎる場合にはワイ
ヤを切ればよいが、ワイヤが短すぎる場合には、新たに
長いワイヤのコイルを使用しなければならなず、短いワ
イヤのコイルは無駄となる。
造する際は、予め標準的なターン数のｒｆコイルを作製
し、それをＳＱＵＩＤ素子ユニットに組み込んで、所定
のｒｆコイル電流に対して正しい出力が得られるかどう
かを検査していた。所定の出力が得られない場合、ユニ
ットからｒｆコイルを取り出し、コイルのワイヤの長さ
を調節して再度組み込み、出力検査を行なっていた。こ
こで、コイルを構成するワイヤが長すぎる場合にはワイ
ヤを切ればよいが、ワイヤが短すぎる場合には、新たに
長いワイヤのコイルを使用しなければならなず、短いワ
イヤのコイルは無駄となる。
【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、ｒｆコ
イルのターン数の調整が容易であるＳＱＵＩＤ素子を提
供することにある。
成されたものであり、その目的とするところは、ｒｆコ
イルのターン数の調整が容易であるＳＱＵＩＤ素子を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明では、ｒｆＳＱＵＩＤリングとその近
傍に設けられたｒｆコイルとを有するＳＱＵＩＤ素子に
おいて、ｒｆコイルをプリント配線により作製し、その
プリント配線の所定のターン数毎にリード線接続用の端
子を設けたことを特徴とする。
に成された本発明では、ｒｆＳＱＵＩＤリングとその近
傍に設けられたｒｆコイルとを有するＳＱＵＩＤ素子に
おいて、ｒｆコイルをプリント配線により作製し、その
プリント配線の所定のターン数毎にリード線接続用の端
子を設けたことを特徴とする。
【００１０】なお、ここでいう「所定のターン数」には
整数でないターン数も含まれ、１／２、１／４等の１巻
以下毎に端子を設けるような場合を含む。
整数でないターン数も含まれ、１／２、１／４等の１巻
以下毎に端子を設けるような場合を含む。
【００１１】
【作用】最初にｒｆコイルを作成する場合、コイルの出
力線（ｒｆコイルに電流を供給するリード線）の一方を
プリント配線の一方の端部の端子に接続し、他方の出力
線を適当なターン数の所の端子（いくつかのＳＱＵＩＤ
素子ユニットの組立を行なううちに、標準的な位置を決
めることができる）に接続する。このｒｆコイルをＳＱ
ＵＩＤ素子ユニットに組み込み、ｒｆコイルに所定の電
流を流してＳＱＵＩＤ素子の出力を測定する。ここで所
定の出力値が得られない場合、ｒｆコイルをＳＱＵＩＤ
素子ユニットから取り出し、上記他方の出力線を別の端
子に接続し直し、ユニットに組み込んで同様の出力検査
を行なう。
力線（ｒｆコイルに電流を供給するリード線）の一方を
プリント配線の一方の端部の端子に接続し、他方の出力
線を適当なターン数の所の端子（いくつかのＳＱＵＩＤ
素子ユニットの組立を行なううちに、標準的な位置を決
めることができる）に接続する。このｒｆコイルをＳＱ
ＵＩＤ素子ユニットに組み込み、ｒｆコイルに所定の電
流を流してＳＱＵＩＤ素子の出力を測定する。ここで所
定の出力値が得られない場合、ｒｆコイルをＳＱＵＩＤ
素子ユニットから取り出し、上記他方の出力線を別の端
子に接続し直し、ユニットに組み込んで同様の出力検査
を行なう。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例であるｒｆＳＱＵＩＤ素子
ユニットの断面を図３に示す。ここに示す例はいわゆる
露出型のＳＱＵＩＤ素子であり、外部磁界を検出するた
めのピックアップコイルを使用せず、ＳＱＵＩＤ自身が
外部磁界を検出するものである。図３のＳＱＵＩＤ素子
ユニット３０では、ＳＱＵＩＤ板３１とｒｆコイル板３
２とが内部で重ね合わせられ、ケース３３の内部で固定
されている。ＳＱＵＩＤ板３１は、石英板上にＮｂ薄膜
により１個のジョセフソン接合部を有するＳＱＵＩＤリ
ングが形成されたものである。
ユニットの断面を図３に示す。ここに示す例はいわゆる
露出型のＳＱＵＩＤ素子であり、外部磁界を検出するた
めのピックアップコイルを使用せず、ＳＱＵＩＤ自身が
外部磁界を検出するものである。図３のＳＱＵＩＤ素子
ユニット３０では、ＳＱＵＩＤ板３１とｒｆコイル板３
２とが内部で重ね合わせられ、ケース３３の内部で固定
されている。ＳＱＵＩＤ板３１は、石英板上にＮｂ薄膜
により１個のジョセフソン接合部を有するＳＱＵＩＤリ
ングが形成されたものである。
【００１３】ｒｆコイル板３２の斜視図を図１に示す。
本実施例では、ｒｆコイル板３２は基板１０上に導体薄
膜１１が方形のコイル状にプリント配線されて構成され
ている。なお、基板１０及び導体薄膜１１は、ＳＱＵＩ
Ｄ板３１と同様に、石英板とＮｂ薄膜を用いることがで
きるが、その他の材料を使用しても構わない。方形のコ
イルの一隅には、各ターン毎に接続端子Ｔ0，Ｔ1，Ｔ
2，…，Ｔn-1，Ｔnが設けられている。
本実施例では、ｒｆコイル板３２は基板１０上に導体薄
膜１１が方形のコイル状にプリント配線されて構成され
ている。なお、基板１０及び導体薄膜１１は、ＳＱＵＩ
Ｄ板３１と同様に、石英板とＮｂ薄膜を用いることがで
きるが、その他の材料を使用しても構わない。方形のコ
イルの一隅には、各ターン毎に接続端子Ｔ0，Ｔ1，Ｔ
2，…，Ｔn-1，Ｔnが設けられている。
【００１４】このＳＱＵＩＤ素子ユニット３０を組み立
てる際は、まず、ｒｆコイル板３２のプリント配線コイ
ルの中央側の端子Ｔ0と、別の端子Ｔk（k＝１，…，
ｎ）とにリード線を取り付け、ＳＱＵＩＤ板３１と重ね
合わせてケース３３内に入れる。そして、ｒｆコイルの
リード線をｒｆコイル端子３４に接続し、ｒｆコイル端
子３４でケース３３を閉じる。この状態でユニット３０
を冷却し、ＳＱＵＩＤ素子を作動させて、外部磁界φに
対する出力Ｖを検査する。ここで、出力が出ない、ある
いは、Ｖ−φカーブの波高値が所定値よりも低い場合に
は、ｒｆコイルがＳＱＵＩＤと適合していないといえ
る。従って、ｒｆコイル板３２を取り出し、リード線の
取り付け部を別の端子Ｔk+i（i＝±１，±２，…）に変
更して、再度調整を行なう。
てる際は、まず、ｒｆコイル板３２のプリント配線コイ
ルの中央側の端子Ｔ0と、別の端子Ｔk（k＝１，…，
ｎ）とにリード線を取り付け、ＳＱＵＩＤ板３１と重ね
合わせてケース３３内に入れる。そして、ｒｆコイルの
リード線をｒｆコイル端子３４に接続し、ｒｆコイル端
子３４でケース３３を閉じる。この状態でユニット３０
を冷却し、ＳＱＵＩＤ素子を作動させて、外部磁界φに
対する出力Ｖを検査する。ここで、出力が出ない、ある
いは、Ｖ−φカーブの波高値が所定値よりも低い場合に
は、ｒｆコイルがＳＱＵＩＤと適合していないといえ
る。従って、ｒｆコイル板３２を取り出し、リード線の
取り付け部を別の端子Ｔk+i（i＝±１，±２，…）に変
更して、再度調整を行なう。
【００１５】こうしてｒｆコイルの調整が終了し、ＳＱ
ＵＩＤ素子３０の出力が所定値に達したところでｒｆコ
イル端子３４をケース３３にモールドして固定し、ＳＱ
ＵＩＤ素子ユニット３０を完成する。以上の通り、本実
施例では、ｒｆコイルのターン数の変更が容易であり、
しかも、たとえｒｆコイルのターン数が少なすぎる場合
でも、リード線をよりターン数の多い方の端子に付け変
えるだけで済み、新たなｒｆコイル板３２を使用する必
要がない。
ＵＩＤ素子３０の出力が所定値に達したところでｒｆコ
イル端子３４をケース３３にモールドして固定し、ＳＱ
ＵＩＤ素子ユニット３０を完成する。以上の通り、本実
施例では、ｒｆコイルのターン数の変更が容易であり、
しかも、たとえｒｆコイルのターン数が少なすぎる場合
でも、リード線をよりターン数の多い方の端子に付け変
えるだけで済み、新たなｒｆコイル板３２を使用する必
要がない。
【００１６】図２に本発明の第２実施例であるｒｆコイ
ル板３２の斜視図を示す。本実施例では、方形のコイル
の２隅に端子２０、２１を設け、０．５ターン毎にター
ン数を変更することができるようになっている。同様に
４隅に設けて１／４ターン毎とすることもできる。ま
た、コイルの形は方形に限らず、円形にすることも可能
である。
ル板３２の斜視図を示す。本実施例では、方形のコイル
の２隅に端子２０、２１を設け、０．５ターン毎にター
ン数を変更することができるようになっている。同様に
４隅に設けて１／４ターン毎とすることもできる。ま
た、コイルの形は方形に限らず、円形にすることも可能
である。
【００１７】
【発明の効果】本発明に係るＳＱＵＩＤ素子では、ｒｆ
コイルの出力線の接続箇所を、プリント配線上に多数設
けられた接続端子のいずれかに変更するだけで、ｒｆコ
イルのターン数を変更することができる。このため、ｒ
ｆコイルのワイヤが長すぎた場合はもちろん、短すぎた
場合でも、新たなｒｆコイルユニットを使用する必要が
なく、ｒｆコイルユニットの無駄がなくなる。また、タ
ーン数の変更が容易となるため、ｒｆコイルの調整に要
する時間が短縮される。
コイルの出力線の接続箇所を、プリント配線上に多数設
けられた接続端子のいずれかに変更するだけで、ｒｆコ
イルのターン数を変更することができる。このため、ｒ
ｆコイルのワイヤが長すぎた場合はもちろん、短すぎた
場合でも、新たなｒｆコイルユニットを使用する必要が
なく、ｒｆコイルユニットの無駄がなくなる。また、タ
ーン数の変更が容易となるため、ｒｆコイルの調整に要
する時間が短縮される。
【図１】 本発明の一実施例であるＳＱＵＩＤ素子のｒ
ｆコイル板の斜視図。
ｆコイル板の斜視図。
【図２】 本発明の第２実施例であるｒｆコイル板の斜
視図。
視図。
【図３】 実施例のｒｆＳＱＵＩＤ素子ユニットの縦断
面図。
面図。
【図４】 ｒｆＳＱＵＩＤの動作原理を説明するための
機能ブロック図。
機能ブロック図。
１０…ｒｆコイル用基板 １１…ｒｆコイ
ル用導体薄膜 Ｔ0，Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔn-1，Ｔn、２０、２１…リード
線接続用端子 ３０…ＳＱＵＩＤ素子ユニット ３１…ＳＱＵＩＤ板 ３２…ｒｆコイ
ル板 ３３…ケース ３４…ｒｆコイ
ル端子 ４０…ＳＱＵＩＤリング
ル用導体薄膜 Ｔ0，Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔn-1，Ｔn、２０、２１…リード
線接続用端子 ３０…ＳＱＵＩＤ素子ユニット ３１…ＳＱＵＩＤ板 ３２…ｒｆコイ
ル板 ３３…ケース ３４…ｒｆコイ
ル端子 ４０…ＳＱＵＩＤリング
Claims (1)
- 【請求項１】 ｒｆＳＱＵＩＤリングとその近傍に設け
られたｒｆコイルとを有するＳＱＵＩＤ素子において、
ｒｆコイルをプリント配線により作製し、所定のターン
数毎にリード線接続用の端子を設けたことを特徴とする
ＳＱＵＩＤ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3173836A JPH05196710A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Ｓｑｕｉｄ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3173836A JPH05196710A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Ｓｑｕｉｄ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196710A true JPH05196710A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=15968061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3173836A Pending JPH05196710A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Ｓｑｕｉｄ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05196710A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010271087A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 測定装置 |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP3173836A patent/JPH05196710A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010271087A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 測定装置 |
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