JPH0643231A - Ｓｑｕｉｄ磁束計 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ磁束計Info
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- JPH0643231A JPH0643231A JP4199857A JP19985792A JPH0643231A JP H0643231 A JPH0643231 A JP H0643231A JP 4199857 A JP4199857 A JP 4199857A JP 19985792 A JP19985792 A JP 19985792A JP H0643231 A JPH0643231 A JP H0643231A
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- Japan
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- coil
- magnetic flux
- squid
- light irradiation
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 新たな雑音源をＳＱＵＩＤループの近傍に持
込むことなく高い周波数での変調を行ない、低周波雑音
を効果的に排除する。 【構成】 ピックアップコイル３とインプックコイル２
とを２対の配線４ａ，４ｂで順接続するとともに逆接続
し、両配線４ａ，４ｂに光照射時にのみ超伝導状態にな
るスイッチ部４ｃ，４ｄを設け、光照射制御部４ｇおよ
び光導波路４ｅ，４ｆによりスイッチ部４ｃ，４ｄに交
互に光を照射し、ＳＱＵＩＤループ１からの出力信号を
同期検波回路５ａにより同期検波した後、極性反転回路
５ｂにより極性を反転させる。
込むことなく高い周波数での変調を行ない、低周波雑音
を効果的に排除する。 【構成】 ピックアップコイル３とインプックコイル２
とを２対の配線４ａ，４ｂで順接続するとともに逆接続
し、両配線４ａ，４ｂに光照射時にのみ超伝導状態にな
るスイッチ部４ｃ，４ｄを設け、光照射制御部４ｇおよ
び光導波路４ｅ，４ｆによりスイッチ部４ｃ，４ｄに交
互に光を照射し、ＳＱＵＩＤループ１からの出力信号を
同期検波回路５ａにより同期検波した後、極性反転回路
５ｂにより極性を反転させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はＳＱＵＩＤ磁束計に関
し、さらに詳細にいえば、ピックアップコイルにより検
出され、かつインプットコイルを介してＳＱＵＩＤルー
プに導かれる被計測磁束に対して変調を施し、ＳＱＵＩ
Ｄループからの出力信号に対して同期検波を行なった結
果に基づいて被計測磁束測定結果を得るＳＱＵＩＤ磁束
計に関する。
し、さらに詳細にいえば、ピックアップコイルにより検
出され、かつインプットコイルを介してＳＱＵＩＤルー
プに導かれる被計測磁束に対して変調を施し、ＳＱＵＩ
Ｄループからの出力信号に対して同期検波を行なった結
果に基づいて被計測磁束測定結果を得るＳＱＵＩＤ磁束
計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素
子、ＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇＱｕａｎｔｕｍ
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたＳ
ＱＵＩＤ磁束計が、生体磁場等の微弱磁場を高感度に測
定できるという特質に着目して、種々の分野で広く採用
され始めてきている。ところで、ＳＱＵＩＤ磁束計にお
いては、ＳＱＵＩＤが著しく高感度であるために、雑音
の影響を受け易く、雑音の影響を十分に排除しなければ
ＳＱＵＩＤ磁束計が本来有している磁束感度よりも著し
く低い磁束感度での使用しかできなくなってしまう。
子、ＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇＱｕａｎｔｕｍ
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたＳ
ＱＵＩＤ磁束計が、生体磁場等の微弱磁場を高感度に測
定できるという特質に着目して、種々の分野で広く採用
され始めてきている。ところで、ＳＱＵＩＤ磁束計にお
いては、ＳＱＵＩＤが著しく高感度であるために、雑音
の影響を受け易く、雑音の影響を十分に排除しなければ
ＳＱＵＩＤ磁束計が本来有している磁束感度よりも著し
く低い磁束感度での使用しかできなくなってしまう。
【０００３】上記雑音のうち、低周波で問題になるのは
１／ｆ雑音であり、特に生体磁気計測において重要な周
波数帯０．１〜１００Ｈｚにおいては、１／ｆ雑音を十
分に低減しなければ、微弱磁場を高感度に計測すること
が不可能になってしまう。このような点を考慮して、入
力信号に変調を施して同期検波することが提案されてい
る。具体的には、ＳＱＵＩＤループに結合するインプッ
トコイルと並列に補助コイルリングを設け、可動超伝導
体を補助コイルリングに対して所定の周波数で進退させ
ることにより入力信号に対して変調を施し、ＳＱＵＩＤ
ループから取出された信号に対して上記周波数に基づく
ロックイン検波を行なうようにしたＳＱＵＩＤ磁束計
（特公平４−４５５５号公報参照）、およびピックアッ
プコイルを一定周波数で振動させ、ＳＱＵＩＤループか
ら取出された信号に対して上記周波数に基づくロックイ
ン検波を行なうようにしたＳＱＵＩＤ磁束計（特開平３
−２６９３７９号公報参照）が提案されている。
１／ｆ雑音であり、特に生体磁気計測において重要な周
波数帯０．１〜１００Ｈｚにおいては、１／ｆ雑音を十
分に低減しなければ、微弱磁場を高感度に計測すること
が不可能になってしまう。このような点を考慮して、入
力信号に変調を施して同期検波することが提案されてい
る。具体的には、ＳＱＵＩＤループに結合するインプッ
トコイルと並列に補助コイルリングを設け、可動超伝導
体を補助コイルリングに対して所定の周波数で進退させ
ることにより入力信号に対して変調を施し、ＳＱＵＩＤ
ループから取出された信号に対して上記周波数に基づく
ロックイン検波を行なうようにしたＳＱＵＩＤ磁束計
（特公平４−４５５５号公報参照）、およびピックアッ
プコイルを一定周波数で振動させ、ＳＱＵＩＤループか
ら取出された信号に対して上記周波数に基づくロックイ
ン検波を行なうようにしたＳＱＵＩＤ磁束計（特開平３
−２６９３７９号公報参照）が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記何れのＳＱＵＩＤ
磁束計においても、入力信号に変調を施すために、可動
超伝導体を進退させ、またはピックアップコイルを振動
させるために、これらを機械的に変位させる駆動手段が
必要であり、高感度な磁場センサであるＳＱＵＩＤの近
傍に新たな雑音源となる機械的駆動手段を持込むことに
なるという新たな不都合が生じる。また、入力信号に対
する変調周波数は、測定したい周波数よりも十分に高く
する必要があるが、機械的駆動手段で実現できる変調周
波数には上限があり、十分に高い変調周波数を実現する
ことが著しく困難であるという不都合もある。
磁束計においても、入力信号に変調を施すために、可動
超伝導体を進退させ、またはピックアップコイルを振動
させるために、これらを機械的に変位させる駆動手段が
必要であり、高感度な磁場センサであるＳＱＵＩＤの近
傍に新たな雑音源となる機械的駆動手段を持込むことに
なるという新たな不都合が生じる。また、入力信号に対
する変調周波数は、測定したい周波数よりも十分に高く
する必要があるが、機械的駆動手段で実現できる変調周
波数には上限があり、十分に高い変調周波数を実現する
ことが著しく困難であるという不都合もある。
【０００５】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、ＳＱＵＩＤの近傍に新たな雑音源を持込
むことなく、十分に高い周波数での変調を実現できるＳ
ＱＵＩＤ磁束計を提供することを目的としている。
たものであり、ＳＱＵＩＤの近傍に新たな雑音源を持込
むことなく、十分に高い周波数での変調を実現できるＳ
ＱＵＩＤ磁束計を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１のＳＱＵＩＤ磁束計は、ピックアップコ
イルからインプットコイルへの供給電流を、光照射によ
り常伝導状態と超伝導状態との間で転移することにより
変調する変調手段と、変調手段に対する光照射をＯＮ／
ＯＦＦ制御する光照射制御手段と、光照射のＯＮ／ＯＦ
Ｆ周波数に基づいてＳＱＵＩＤループからの出力信号を
同期検波する同期検波手段とを含んでいる。
めの、請求項１のＳＱＵＩＤ磁束計は、ピックアップコ
イルからインプットコイルへの供給電流を、光照射によ
り常伝導状態と超伝導状態との間で転移することにより
変調する変調手段と、変調手段に対する光照射をＯＮ／
ＯＦＦ制御する光照射制御手段と、光照射のＯＮ／ＯＦ
Ｆ周波数に基づいてＳＱＵＩＤループからの出力信号を
同期検波する同期検波手段とを含んでいる。
【０００７】請求項２のＳＱＵＩＤ磁束計は、変調手段
が、光照射により常伝導状態から超伝導状態になるスイ
ッチ手段である。請求項３のＳＱＵＩＤ磁束計は、スイ
ッチ手段が、ピックアップコイルとインプットコイルと
の接続状態を反転させるべく両コイル間に設けられてあ
る。請求項４のＳＱＵＩＤ磁束計は、ピックアップコイ
ルとインプットコイルとの中間部において補助コイルが
並列に接続されてあり、スイッチ手段が、補助コイルの
電気的接続をＯＮ／ＯＦＦさせるべく補助コイル接続配
線の所定位置に設けられてある。
が、光照射により常伝導状態から超伝導状態になるスイ
ッチ手段である。請求項３のＳＱＵＩＤ磁束計は、スイ
ッチ手段が、ピックアップコイルとインプットコイルと
の接続状態を反転させるべく両コイル間に設けられてあ
る。請求項４のＳＱＵＩＤ磁束計は、ピックアップコイ
ルとインプットコイルとの中間部において補助コイルが
並列に接続されてあり、スイッチ手段が、補助コイルの
電気的接続をＯＮ／ＯＦＦさせるべく補助コイル接続配
線の所定位置に設けられてある。
【０００８】請求項５のＳＱＵＩＤ磁束計は、変調手段
が、超伝導状態においてコイルに対する磁束導入を阻止
し、光照射により超伝導状態から常伝導状態になること
によりコイルに対する磁束導入を許容する磁場シャッタ
手段である。請求項６のＳＱＵＩＤ磁束計は、磁場シャ
ッタ手段が、ピックアップコイルに対する磁束導入を制
御するものである。
が、超伝導状態においてコイルに対する磁束導入を阻止
し、光照射により超伝導状態から常伝導状態になること
によりコイルに対する磁束導入を許容する磁場シャッタ
手段である。請求項６のＳＱＵＩＤ磁束計は、磁場シャ
ッタ手段が、ピックアップコイルに対する磁束導入を制
御するものである。
【０００９】請求項７のＳＱＵＩＤ磁束計は、ピックア
ップコイルとインプットコイルとの中間部において補助
コイルが並列に接続されてあり、磁場シャッタ手段が、
補助コイルに対する磁束の影響を制御するものである。
ップコイルとインプットコイルとの中間部において補助
コイルが並列に接続されてあり、磁場シャッタ手段が、
補助コイルに対する磁束の影響を制御するものである。
【００１０】
【作用】請求項１のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、ピック
アップコイルにより検出された被計測磁束をインプット
コイルを介してＳＱＵＩＤループに導き、ＳＱＵＩＤル
ープからの出力信号に基づいて被計測磁束測定結果を得
る場合に、光照射制御手段により変調手段に対する間欠
的な光照射を行なわせるので、ピックアップコイルから
インプットコイルへの供給電流即ち、被計測磁束に対応
する電流を、間欠的な光照射に基づく変調手段の状態変
化により変調できる。この場合には、ＳＱＵＩＤループ
からの出力信号も変調された状態になっているので、同
期検波手段により、光照射のＯＮ／ＯＦＦ周波数に基づ
いてＳＱＵＩＤループからの出力信号を同期検波するこ
とにより被計測磁束に対応する出力信号を得ることがで
きる。この結果、間欠的な光照射に基づいて定まる変調
周波数よりも十分に低い周波数の雑音成分を除去でき、
高精度の磁束計測を達成できる。また、以上の説明から
明らかなように、間欠的な光照射により変調を施すので
あるから、機械的駆動手段を用いて変調を施す場合と比
較して変調周波数を簡単に高く設定することができ、し
かも機械的駆動手段を必要としないのであるから、高感
度のＳＱＵＩＤの近傍に新たな雑音源を持込むという不
都合を未然に防止できる。
アップコイルにより検出された被計測磁束をインプット
コイルを介してＳＱＵＩＤループに導き、ＳＱＵＩＤル
ープからの出力信号に基づいて被計測磁束測定結果を得
る場合に、光照射制御手段により変調手段に対する間欠
的な光照射を行なわせるので、ピックアップコイルから
インプットコイルへの供給電流即ち、被計測磁束に対応
する電流を、間欠的な光照射に基づく変調手段の状態変
化により変調できる。この場合には、ＳＱＵＩＤループ
からの出力信号も変調された状態になっているので、同
期検波手段により、光照射のＯＮ／ＯＦＦ周波数に基づ
いてＳＱＵＩＤループからの出力信号を同期検波するこ
とにより被計測磁束に対応する出力信号を得ることがで
きる。この結果、間欠的な光照射に基づいて定まる変調
周波数よりも十分に低い周波数の雑音成分を除去でき、
高精度の磁束計測を達成できる。また、以上の説明から
明らかなように、間欠的な光照射により変調を施すので
あるから、機械的駆動手段を用いて変調を施す場合と比
較して変調周波数を簡単に高く設定することができ、し
かも機械的駆動手段を必要としないのであるから、高感
度のＳＱＵＩＤの近傍に新たな雑音源を持込むという不
都合を未然に防止できる。
【００１１】請求項２のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、ス
イッチ手段によりピックアップコイルからインプットコ
イルへの供給電流を所定周期で変調することができ、変
調周波数に基づく同期検波を行なうことにより十分に低
い周波数の雑音成分を除去でき、高精度の磁束計測を達
成できる。請求項３のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、スイ
ッチ手段によりピックアップコイルからインプットコイ
ルへの供給電流を所定周期で正逆反転させることにより
変調することができ、変調周波数に基づく同期検波を行
なうことにより十分に低い周波数の雑音成分を除去で
き、高精度の磁束計測を達成できる。また、単に供給電
流をＯＮ／ＯＦＦさせるのではなく、極性を反転させる
のであるから、全期間にわたって供給電流が保存された
状態になり、情報量が減少しないので著しく高精度の磁
束計測を達成できる。
イッチ手段によりピックアップコイルからインプットコ
イルへの供給電流を所定周期で変調することができ、変
調周波数に基づく同期検波を行なうことにより十分に低
い周波数の雑音成分を除去でき、高精度の磁束計測を達
成できる。請求項３のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、スイ
ッチ手段によりピックアップコイルからインプットコイ
ルへの供給電流を所定周期で正逆反転させることにより
変調することができ、変調周波数に基づく同期検波を行
なうことにより十分に低い周波数の雑音成分を除去で
き、高精度の磁束計測を達成できる。また、単に供給電
流をＯＮ／ＯＦＦさせるのではなく、極性を反転させる
のであるから、全期間にわたって供給電流が保存された
状態になり、情報量が減少しないので著しく高精度の磁
束計測を達成できる。
【００１２】請求項４のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、イ
ンプットコイルに対して補助コイルが接続された状態と
接続されていない状態とを交互に出現させることにより
供給電流に対する変調を達成でき、変調周波数に基づく
同期検波を行なうことにより十分に低い周波数の雑音成
分を除去でき、高精度の磁束計測を達成できる。また、
単に供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるのではなく、インプ
ットコイルのインダクタンスを変化させるのであるか
ら、全期間にわたって供給電流が保存された状態にな
り、情報量が減少しないので著しく高精度の磁束計測を
達成できる。
ンプットコイルに対して補助コイルが接続された状態と
接続されていない状態とを交互に出現させることにより
供給電流に対する変調を達成でき、変調周波数に基づく
同期検波を行なうことにより十分に低い周波数の雑音成
分を除去でき、高精度の磁束計測を達成できる。また、
単に供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるのではなく、インプ
ットコイルのインダクタンスを変化させるのであるか
ら、全期間にわたって供給電流が保存された状態にな
り、情報量が減少しないので著しく高精度の磁束計測を
達成できる。
【００１３】請求項５のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、磁
場シャッタ手段によりコイルに対する磁束導入を許容
し、または阻止することにより供給電流に対する変調を
達成でき、変調周波数に基づく同期検波を行なうことに
より十分に低い周波数の雑音成分を除去でき、高精度の
磁束計測を達成できる。請求項６のＳＱＵＩＤ磁束計で
あれば、ピックアップコイルに対する磁束導入がＯＮ／
ＯＦＦ制御させるので供給電流に対する変調を達成で
き、変調周波数に基づく同期検波を行なうことにより十
分に低い周波数の雑音成分を除去でき、高精度の磁束計
測を達成できる。
場シャッタ手段によりコイルに対する磁束導入を許容
し、または阻止することにより供給電流に対する変調を
達成でき、変調周波数に基づく同期検波を行なうことに
より十分に低い周波数の雑音成分を除去でき、高精度の
磁束計測を達成できる。請求項６のＳＱＵＩＤ磁束計で
あれば、ピックアップコイルに対する磁束導入がＯＮ／
ＯＦＦ制御させるので供給電流に対する変調を達成で
き、変調周波数に基づく同期検波を行なうことにより十
分に低い周波数の雑音成分を除去でき、高精度の磁束計
測を達成できる。
【００１４】請求項７のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、イ
ンプットコイルに対して補助コイルが接続された状態と
接続されていない状態とを交互に出現させることにより
供給電流に対する変調を達成でき、変調周波数に基づく
同期検波を行なうことにより十分に低い周波数の雑音成
分を除去でき、高精度の磁束計測を達成できる。また、
単に供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるのではなく、インプ
ットコイルのインダクタンスを変化させるのであるか
ら、全期間にわたって供給電流が保存された状態にな
り、情報量が減少しないので著しく高精度の磁束計測を
達成できる。
ンプットコイルに対して補助コイルが接続された状態と
接続されていない状態とを交互に出現させることにより
供給電流に対する変調を達成でき、変調周波数に基づく
同期検波を行なうことにより十分に低い周波数の雑音成
分を除去でき、高精度の磁束計測を達成できる。また、
単に供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるのではなく、インプ
ットコイルのインダクタンスを変化させるのであるか
ら、全期間にわたって供給電流が保存された状態にな
り、情報量が減少しないので著しく高精度の磁束計測を
達成できる。
【００１５】
【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計の一実施
例の要部の構成を示す概略図であり、ジョセフソン接合
１ａを有するＳＱＵＩＤループ１と、ＳＱＵＩＤループ
１に外部磁束を導入するインプットコイル２と、外部磁
束を検出するピックアップコイル３と、ピックアップコ
イル３とインプットコイル２とを接続する配線４とを有
している。上記配線４は、両コイル２，３を順接続する
第１配線４ａと逆接続する第２配線４ｂとを有し、第１
配線４ａの所定位置および第２配線４ｂの所定位置にス
イッチ部４ｃ，４ｄが設けられてある。そして、スイッ
チ部４ｃに光を照射する光導波路４ｅおよびスイッチ部
４ｄに光を照射する光導波路４ｆが設けられてあるとと
もに、図示しない光源からの光を交互に一方の光導波路
に導入する光導入制御部４ｇが設けられてある。また、
ＳＱＵＩＤループ１から出力される信号は同期検波回路
５ａに供給され、さらに極性反転回路５ｂに供給されて
いる。
説明する。図１はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計の一実施
例の要部の構成を示す概略図であり、ジョセフソン接合
１ａを有するＳＱＵＩＤループ１と、ＳＱＵＩＤループ
１に外部磁束を導入するインプットコイル２と、外部磁
束を検出するピックアップコイル３と、ピックアップコ
イル３とインプットコイル２とを接続する配線４とを有
している。上記配線４は、両コイル２，３を順接続する
第１配線４ａと逆接続する第２配線４ｂとを有し、第１
配線４ａの所定位置および第２配線４ｂの所定位置にス
イッチ部４ｃ，４ｄが設けられてある。そして、スイッ
チ部４ｃに光を照射する光導波路４ｅおよびスイッチ部
４ｄに光を照射する光導波路４ｆが設けられてあるとと
もに、図示しない光源からの光を交互に一方の光導波路
に導入する光導入制御部４ｇが設けられてある。また、
ＳＱＵＩＤループ１から出力される信号は同期検波回路
５ａに供給され、さらに極性反転回路５ｂに供給されて
いる。
【００１６】上記スイッチ部４ｃ，４ｄは超伝導／半導
体／超伝導接合からなるものであり、光が照射されてい
ない場合に常伝導特性を示し、光が照射されている場合
に超伝導特性を示す。ここで、半導体としてはＣｄＳが
最も好適であるが、ＣｄＳ以外の半導体を用いることも
可能である。また、上記スイッチ部は、例えば、図２に
示すようにインプットコイル２に接続される配線層４１
を形成した後、ＣｄＳなどからなる半導体層４２を形成
し、その後、ピックアップコイル３に接続される配線層
４３を形成することにより構成される。したがって、特
別の製造プロセスを適用することは必要でなく、単に層
形成プロセス数が増加するだけであるから、ＳＱＵＩＤ
を基板上に形成するに当って薄膜技術を用いて何ら不都
合なくスイッチ部を形成でき、ＳＱＵＩＤ素子を可能な
限り小形化できる。
体／超伝導接合からなるものであり、光が照射されてい
ない場合に常伝導特性を示し、光が照射されている場合
に超伝導特性を示す。ここで、半導体としてはＣｄＳが
最も好適であるが、ＣｄＳ以外の半導体を用いることも
可能である。また、上記スイッチ部は、例えば、図２に
示すようにインプットコイル２に接続される配線層４１
を形成した後、ＣｄＳなどからなる半導体層４２を形成
し、その後、ピックアップコイル３に接続される配線層
４３を形成することにより構成される。したがって、特
別の製造プロセスを適用することは必要でなく、単に層
形成プロセス数が増加するだけであるから、ＳＱＵＩＤ
を基板上に形成するに当って薄膜技術を用いて何ら不都
合なくスイッチ部を形成でき、ＳＱＵＩＤ素子を可能な
限り小形化できる。
【００１７】尚、モジュレーションコイル、磁束ロック
ループ回路等も組込まれているが図示を省略してある。
以上の構成のＳＱＵＩＤ磁束計の作用は次のとおりであ
る。例えば、第１配線４ａのみによりピックアップコイ
ル３とインプットコイル２とが接続されている状態にお
いて図３に実線で示す電流がピックアップコイル３から
インプットコイル２に供給される場合には、光導入制御
部４ｇにより交互に一方の光導波路を通して光を照射す
ることにより、接続状態を反転させるのであるから、図
３に破線で示すように、極性が反転する。
ループ回路等も組込まれているが図示を省略してある。
以上の構成のＳＱＵＩＤ磁束計の作用は次のとおりであ
る。例えば、第１配線４ａのみによりピックアップコイ
ル３とインプットコイル２とが接続されている状態にお
いて図３に実線で示す電流がピックアップコイル３から
インプットコイル２に供給される場合には、光導入制御
部４ｇにより交互に一方の光導波路を通して光を照射す
ることにより、接続状態を反転させるのであるから、図
３に破線で示すように、極性が反転する。
【００１８】したがって、ＳＱＵＩＤループ１から図３
に破線で示す信号に比例する信号が出力され、同期検波
回路５ａにより同期検波された後に極性反転回路５ｂに
より、反転された部分の極性を再び反転させることによ
り元の連続的な信号を得ることができる。この結果、極
性反転の周波数よりも十分に低い周波数の雑音成分を効
果的に排除でき、高精度の磁束計測を達成できる。
に破線で示す信号に比例する信号が出力され、同期検波
回路５ａにより同期検波された後に極性反転回路５ｂに
より、反転された部分の極性を再び反転させることによ
り元の連続的な信号を得ることができる。この結果、極
性反転の周波数よりも十分に低い周波数の雑音成分を効
果的に排除でき、高精度の磁束計測を達成できる。
【００１９】また、上記変調のために機械的駆動手段を
全く必要とせず、単に光照射を交互に制御するだけでよ
いから、新たな雑音源をＳＱＵＩＤループ１の近傍に持
込まず、測定精度の低下を防止でき、また、変調のため
に電気配線を設ける必要がないので、外部からの熱の侵
入量の増加がなく、超伝導転移温度以下の温度の保持を
容易に達成できる。
全く必要とせず、単に光照射を交互に制御するだけでよ
いから、新たな雑音源をＳＱＵＩＤループ１の近傍に持
込まず、測定精度の低下を防止でき、また、変調のため
に電気配線を設ける必要がないので、外部からの熱の侵
入量の増加がなく、超伝導転移温度以下の温度の保持を
容易に達成できる。
【００２０】
【実施例２】図４はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計の他の
実施例の要部を示す概略図であり、図１の実施例と異な
る点は、配線４が第１配線のみで構成されている点、第
１配線に対応する光導波路のみが設けられている点およ
び極性反転回路５を省略した点のみである。
実施例の要部を示す概略図であり、図１の実施例と異な
る点は、配線４が第１配線のみで構成されている点、第
１配線に対応する光導波路のみが設けられている点およ
び極性反転回路５を省略した点のみである。
【００２１】したがって、この実施例の場合には、図２
において極性が反転されている期間に対応して電流が遮
断され、ピックアップコイル３からインプットコイル２
への供給電流がＯＮ／ＯＦＦ制御される。そして、ＳＱ
ＵＩＤループ１からＯＮ／ＯＦＦ制御された状態に対応
する信号が出力されるので、同期検波回路５ａにより同
期検波を行なうことにより、十分に低い周波数の雑音成
分が排除された信号を得ることができ、得られた信号に
基づいて高精度の磁束計測を達成できる。
において極性が反転されている期間に対応して電流が遮
断され、ピックアップコイル３からインプットコイル２
への供給電流がＯＮ／ＯＦＦ制御される。そして、ＳＱ
ＵＩＤループ１からＯＮ／ＯＦＦ制御された状態に対応
する信号が出力されるので、同期検波回路５ａにより同
期検波を行なうことにより、十分に低い周波数の雑音成
分が排除された信号を得ることができ、得られた信号に
基づいて高精度の磁束計測を達成できる。
【００２２】尚、この実施例においては１対のスイッチ
部４ｃを設け、それぞれに光を導き得るようにしている
が、スイッチ部４ｃを１つだけ設けて光を導き得るよう
にしてもよいことはもちろんである。
部４ｃを設け、それぞれに光を導き得るようにしている
が、スイッチ部４ｃを１つだけ設けて光を導き得るよう
にしてもよいことはもちろんである。
【００２３】
【実施例３】図５はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計のさら
に他の実施例の要部を示す概略図であり、図４の実施例
と異なる点は、インプットコイル２と並列に補助コイル
６を接続してある点、補助コイル６に対する接続配線６
ｂの途中にスイッチ部６ａを設けてある点、配線４に対
するスイッチ部４ｃを省略した点、および光導波路４ｅ
をスイッチ部６ａに対応させて設けた点のみである。
に他の実施例の要部を示す概略図であり、図４の実施例
と異なる点は、インプットコイル２と並列に補助コイル
６を接続してある点、補助コイル６に対する接続配線６
ｂの途中にスイッチ部６ａを設けてある点、配線４に対
するスイッチ部４ｃを省略した点、および光導波路４ｅ
をスイッチ部６ａに対応させて設けた点のみである。
【００２４】したがって、この実施例の場合には、補助
コイル６が並列接続された状態と接続されていない状態
とに応じてインプットコイル側のインダクタンスが変動
するので、ピックアップコイル３からインプットコイル
２への供給電流が上記変動の周波数で変調される。そし
て、ＳＱＵＩＤループ１からの出力信号を同期検波回路
５ａにより同期検波することにより、十分に低い周波数
の雑音成分が排除された信号を得ることができ、得られ
た信号に基づいて高精度の磁束計測を達成できる。尚、
補助コイル６が断続されることに伴なう動作は特公平４
−４５５５号公報に詳細に記載されているので、ここで
は詳細な動作説明を省略してある。
コイル６が並列接続された状態と接続されていない状態
とに応じてインプットコイル側のインダクタンスが変動
するので、ピックアップコイル３からインプットコイル
２への供給電流が上記変動の周波数で変調される。そし
て、ＳＱＵＩＤループ１からの出力信号を同期検波回路
５ａにより同期検波することにより、十分に低い周波数
の雑音成分が排除された信号を得ることができ、得られ
た信号に基づいて高精度の磁束計測を達成できる。尚、
補助コイル６が断続されることに伴なう動作は特公平４
−４５５５号公報に詳細に記載されているので、ここで
は詳細な動作説明を省略してある。
【００２５】尚、この実施例においては１対のスイッチ
部４ｃを設け、それぞれに光を導き得るようにしている
が、スイッチ部４ｃを１つだけ設けて光を導き得るよう
にしてもよいことはもちろんである。
部４ｃを設け、それぞれに光を導き得るようにしている
が、スイッチ部４ｃを１つだけ設けて光を導き得るよう
にしてもよいことはもちろんである。
【００２６】
【実施例４】図６はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計のさら
に他の実施例の要部を示す概略図であり、図４の実施例
と異なる点は、配線４のスイッチ部４ｃを省略した点、
ピックアップコイル３と正対する状態で磁気シールド７
を設けた点および磁気シールド７に光を照射するための
光導波路７ａを設けた点のみである。
に他の実施例の要部を示す概略図であり、図４の実施例
と異なる点は、配線４のスイッチ部４ｃを省略した点、
ピックアップコイル３と正対する状態で磁気シールド７
を設けた点および磁気シールド７に光を照射するための
光導波路７ａを設けた点のみである。
【００２７】図７は磁気シールド７の構成を概略的に示
す斜視図であり、熱容量が大きく、かつ超伝導特性を示
さない基板７ｂ上に超伝導特性を示す円形薄膜７ｃを形
成してなる。この円形薄膜７ｃは所定の大きさを有する
磁場シールドであるから、光感応型ジョセフソン接合と
は異なり、円形薄膜７ｃに光を照射することにより超伝
導状態から常伝導状態に転移させることができ、光の照
射を中断することにより、基板７ｂが大きい熱容量を有
していることに起因して迅速に超伝導状態に転移する。
す斜視図であり、熱容量が大きく、かつ超伝導特性を示
さない基板７ｂ上に超伝導特性を示す円形薄膜７ｃを形
成してなる。この円形薄膜７ｃは所定の大きさを有する
磁場シールドであるから、光感応型ジョセフソン接合と
は異なり、円形薄膜７ｃに光を照射することにより超伝
導状態から常伝導状態に転移させることができ、光の照
射を中断することにより、基板７ｂが大きい熱容量を有
していることに起因して迅速に超伝導状態に転移する。
【００２８】上記の構成のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、
円形薄膜７ｃが常伝導状態である場合にのみピックアッ
プコイル３に外部磁束が導入され、円形薄膜７ｃが超伝
導状態である場合には、ピックアップコイル３に対する
外部磁束の導入が阻止される。即ち、光照射のＯＮ／Ｏ
ＦＦ周波数で変調を施した状態になる。そして、ＳＱＵ
ＩＤループ１からＯＮ／ＯＦＦ制御された状態に対応す
る信号が出力されるので、同期検波回路５ａにより同期
検波を行なうことにより、十分に低い周波数の雑音成分
が排除された信号を得ることができ、得られた信号に基
づいて高精度の磁束計測を達成できる。
円形薄膜７ｃが常伝導状態である場合にのみピックアッ
プコイル３に外部磁束が導入され、円形薄膜７ｃが超伝
導状態である場合には、ピックアップコイル３に対する
外部磁束の導入が阻止される。即ち、光照射のＯＮ／Ｏ
ＦＦ周波数で変調を施した状態になる。そして、ＳＱＵ
ＩＤループ１からＯＮ／ＯＦＦ制御された状態に対応す
る信号が出力されるので、同期検波回路５ａにより同期
検波を行なうことにより、十分に低い周波数の雑音成分
が排除された信号を得ることができ、得られた信号に基
づいて高精度の磁束計測を達成できる。
【００２９】
【実施例５】図８はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計のさら
に他の実施例の要部を示す概略図であり、図５の実施例
と異なる点は、補助コイル６に対するスイッチ部６ａを
省略した点、補助コイル６と正対する状態で磁気シール
ド７を設けた点および磁気シールド７に光を照射するた
めの光導波路７ａを設けた点のみである。
に他の実施例の要部を示す概略図であり、図５の実施例
と異なる点は、補助コイル６に対するスイッチ部６ａを
省略した点、補助コイル６と正対する状態で磁気シール
ド７を設けた点および磁気シールド７に光を照射するた
めの光導波路７ａを設けた点のみである。
【００３０】したがって、この実施例の場合には、補助
コイル６に対して磁気シールドが配置された状態と磁気
シールドが配置されていない状態とに応じてインプット
コイル側のインダクタンスが変動するので、ピックアッ
プコイル３からインプットコイル２への供給電流が上記
変動の周波数で変調される。そして、ＳＱＵＩＤループ
１からの出力信号を同期検波回路５ａにより同期検波す
ることにより、十分に低い周波数の雑音成分が排除され
た信号を得ることができ、得られた信号に基づいて高精
度の磁束計測を達成できる。
コイル６に対して磁気シールドが配置された状態と磁気
シールドが配置されていない状態とに応じてインプット
コイル側のインダクタンスが変動するので、ピックアッ
プコイル３からインプットコイル２への供給電流が上記
変動の周波数で変調される。そして、ＳＱＵＩＤループ
１からの出力信号を同期検波回路５ａにより同期検波す
ることにより、十分に低い周波数の雑音成分が排除され
た信号を得ることができ、得られた信号に基づいて高精
度の磁束計測を達成できる。
【００３１】上記実施例４，５において、光導波路を用
いることなく直接光を照射することが好ましいが、この
場合には、ＳＱＵＩＤループ１等を液体ヘリウムにより
冷却するよりも、極低温冷凍機を用いて冷却し、ＳＱＵ
ＩＤループ１等を真空中に収容しておくことが、光照射
の効率化の面から好ましい。また、円形薄膜７ｃとして
は高温超伝導体（約１００Ｋ前後で超伝導特性を示す酸
化物超伝導体等からなる超伝導体等）を用いることが好
ましく、照射すべき光強度を弱めることができる。
いることなく直接光を照射することが好ましいが、この
場合には、ＳＱＵＩＤループ１等を液体ヘリウムにより
冷却するよりも、極低温冷凍機を用いて冷却し、ＳＱＵ
ＩＤループ１等を真空中に収容しておくことが、光照射
の効率化の面から好ましい。また、円形薄膜７ｃとして
は高温超伝導体（約１００Ｋ前後で超伝導特性を示す酸
化物超伝導体等からなる超伝導体等）を用いることが好
ましく、照射すべき光強度を弱めることができる。
【００３２】尚、この発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば、スイッチングに伴なう雑音を排
除するためにローパスフィルタを通してＳＱＵＩＤルー
プ１からの出力信号を同期検波回路５ａに供給すること
が可能であるほか、この発明の要旨を変更しない範囲内
において種々の設計変更を施すことが可能である。
ものではなく、例えば、スイッチングに伴なう雑音を排
除するためにローパスフィルタを通してＳＱＵＩＤルー
プ１からの出力信号を同期検波回路５ａに供給すること
が可能であるほか、この発明の要旨を変更しない範囲内
において種々の設計変更を施すことが可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、間欠的
な光照射に基づいて定まる変調周波数よりも十分に低い
周波数の雑音成分を除去して、高精度の磁束計測を達成
でき、この場合において、機械的駆動手段を用いて変調
を施す場合と比較して変調周波数を簡単に高く設定する
ことができ、しかも機械的駆動手段を必要としないので
あるから、高感度のＳＱＵＩＤの近傍に新たな雑音源を
持込むという不都合を未然に防止できるという特有の効
果を奏する。
な光照射に基づいて定まる変調周波数よりも十分に低い
周波数の雑音成分を除去して、高精度の磁束計測を達成
でき、この場合において、機械的駆動手段を用いて変調
を施す場合と比較して変調周波数を簡単に高く設定する
ことができ、しかも機械的駆動手段を必要としないので
あるから、高感度のＳＱＵＩＤの近傍に新たな雑音源を
持込むという不都合を未然に防止できるという特有の効
果を奏する。
【００３４】請求項２の発明は、スイッチ手段によりピ
ックアップコイルからインプットコイルへの供給電流を
所定周期で変調して、変調周波数に基づく同期検波を行
なうことにより、請求項１の発明と同様に十分に低い周
波数の雑音成分を除去して、高精度の磁束計測を達成で
きる。請求項３の発明は、スイッチ手段によりピックア
ップコイルからインプットコイルへの供給電流を所定周
期で正逆反転させることにより変調して、変調周波数に
基づく同期検波を行なうことにより、請求項２の発明と
同様に十分に低い周波数の雑音成分を除去して、高精度
の磁束計測を達成でき、この場合において、単に供給電
流をＯＮ／ＯＦＦさせるのではなく、極性を反転させる
のであるから、全期間にわたって供給電流が保存された
状態になり、情報量が減少しないので著しく高精度の磁
束計測を達成できるという特有の効果を奏する。
ックアップコイルからインプットコイルへの供給電流を
所定周期で変調して、変調周波数に基づく同期検波を行
なうことにより、請求項１の発明と同様に十分に低い周
波数の雑音成分を除去して、高精度の磁束計測を達成で
きる。請求項３の発明は、スイッチ手段によりピックア
ップコイルからインプットコイルへの供給電流を所定周
期で正逆反転させることにより変調して、変調周波数に
基づく同期検波を行なうことにより、請求項２の発明と
同様に十分に低い周波数の雑音成分を除去して、高精度
の磁束計測を達成でき、この場合において、単に供給電
流をＯＮ／ＯＦＦさせるのではなく、極性を反転させる
のであるから、全期間にわたって供給電流が保存された
状態になり、情報量が減少しないので著しく高精度の磁
束計測を達成できるという特有の効果を奏する。
【００３５】請求項４の発明は、インプットコイルに対
して補助コイルが接続された状態と接続されていない状
態とを交互に出現させることにより供給電流に対する変
調を達成して、変調周波数に基づく同期検波を行なうこ
とにより、請求項２の発明と同様に十分に低い周波数の
雑音成分を除去して、高精度の磁束計測を達成でき、こ
の場合において、単に供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるの
ではなく、インプットコイルのインダクタンスを変化さ
せるのであるから、全期間にわたって供給電流が保存さ
れた状態になり、情報量が減少しないので著しく高精度
の磁束計測を達成できるという特有の効果を奏する。
して補助コイルが接続された状態と接続されていない状
態とを交互に出現させることにより供給電流に対する変
調を達成して、変調周波数に基づく同期検波を行なうこ
とにより、請求項２の発明と同様に十分に低い周波数の
雑音成分を除去して、高精度の磁束計測を達成でき、こ
の場合において、単に供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるの
ではなく、インプットコイルのインダクタンスを変化さ
せるのであるから、全期間にわたって供給電流が保存さ
れた状態になり、情報量が減少しないので著しく高精度
の磁束計測を達成できるという特有の効果を奏する。
【００３６】請求項５の発明は、磁場シャッタ手段によ
りコイルに対する磁束導入を許容し、または阻止するこ
とにより供給電流に対する変調を達成して、変調周波数
に基づく同期検波を行なうことにより、請求項１の発明
と同様に十分に低い周波数の雑音成分を除去して、高精
度の磁束計測を達成できるという特有の効果を奏する。
りコイルに対する磁束導入を許容し、または阻止するこ
とにより供給電流に対する変調を達成して、変調周波数
に基づく同期検波を行なうことにより、請求項１の発明
と同様に十分に低い周波数の雑音成分を除去して、高精
度の磁束計測を達成できるという特有の効果を奏する。
【００３７】請求項６の発明は、ピックアップコイルに
対する磁束導入がＯＮ／ＯＦＦ制御させるので供給電流
に対する変調を達成して、変調周波数に基づく同期検波
を行なうことにより、請求項５の発明と同様に十分に低
い周波数の雑音成分を除去して、高精度の磁束計測を達
成できるという特有の効果を奏する。請求項７の発明
は、インプットコイルに対して補助コイルが接続された
状態と接続されていない状態とを交互に出現させること
により供給電流に対する変調を達成して、変調周波数に
基づく同期検波を行なうことにより、請求項５の発明と
同様に十分に低い周波数の雑音成分を除去して、高精度
の磁束計測を達成でき、この場合において、単に供給電
流をＯＮ／ＯＦＦさせるのではなく、インプットコイル
のインダクタンスを変化させるのであるから、全期間に
わたって供給電流が保存された状態になり、情報量が減
少しないので著しく高精度の磁束計測を達成できるとい
う特有の効果を奏する。
対する磁束導入がＯＮ／ＯＦＦ制御させるので供給電流
に対する変調を達成して、変調周波数に基づく同期検波
を行なうことにより、請求項５の発明と同様に十分に低
い周波数の雑音成分を除去して、高精度の磁束計測を達
成できるという特有の効果を奏する。請求項７の発明
は、インプットコイルに対して補助コイルが接続された
状態と接続されていない状態とを交互に出現させること
により供給電流に対する変調を達成して、変調周波数に
基づく同期検波を行なうことにより、請求項５の発明と
同様に十分に低い周波数の雑音成分を除去して、高精度
の磁束計測を達成でき、この場合において、単に供給電
流をＯＮ／ＯＦＦさせるのではなく、インプットコイル
のインダクタンスを変化させるのであるから、全期間に
わたって供給電流が保存された状態になり、情報量が減
少しないので著しく高精度の磁束計測を達成できるとい
う特有の効果を奏する。
【図１】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計の一実施例の要部
の構成を示す概略図である。
の構成を示す概略図である。
【図２】スイッチ部の構成を示す縦断面図である。
【図３】変調動作を説明する図である。
【図４】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計の他の実施例の要
部を示す概略図である。
部を示す概略図である。
【図５】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計のさらに他の実施
例の要部を示す概略図である。
例の要部を示す概略図である。
【図６】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計のさらに他の実施
例の要部を示す概略図である。
例の要部を示す概略図である。
【図７】磁気シールドの構成を概略的に示す斜視図であ
る。
る。
【図８】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計のさらに他の実施
例の要部を示す概略図である。
例の要部を示す概略図である。
１ ＳＱＵＩＤループ ２ インプットコイル ３ ピックアップコイル ４ｃ，４ｄ スイッチ部 ４ｅ，４ｆ 光導波路 ４ｇ 光導入制御部 ５ａ 同期検波回路 ５ｂ 極性反転回路 ６ 補助コイル ６ａ スイッチ部 ６ｂ 接続配線 ７ 磁気シールド ７ａ 光導波路 ７ｃ 円形薄膜
Claims (7)
- 【請求項１】 ピックアップコイル（３）により検出さ
れた被計測磁束をインプットコイル（２）を介してＳＱ
ＵＩＤループ（１）に導き、ＳＱＵＩＤループ（１）か
らの出力信号に基づいて被計測磁束測定結果を得るＳＱ
ＵＩＤ磁束計において、ピックアップコイル（３）から
インプットコイル（２）への供給電流を、光照射により
常伝導状態と超伝導状態との間で転移することにより変
調する変調手段（４ｃ）（４ｄ）（６ａ）（７）（７
ｃ）と、変調手段（４ｃ）（４ｄ）（６ａ）（７）（７
ｃ）に対する光照射をＯＮ／ＯＦＦ制御する光照射制御
手段（４ｅ）（４ｆ）（４ｇ）（７ａ）と、光照射のＯ
Ｎ／ＯＦＦ周波数に基づいてＳＱＵＩＤループ（１）か
らの出力信号を同期検波する同期検波手段（５ａ）（５
ｂ）とを含むことを特徴とするＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項２】 変調手段（４ｃ）（４ｄ）（６ａ）が、
光照射により常伝導状態から超伝導状態になるスイッチ
手段（４ｃ）（４ｄ）（６ａ）である請求項１に記載の
ＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項３】 スイッチ手段（４ｃ）（４ｄ）が、ピッ
クアップコイル（３）とインプットコイル（２）との接
続状態を反転させるべく両コイル間に設けられてある請
求項２に記載のＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項４】 ピックアップコイル（３）とインプット
コイル（２）との中間部において補助コイル（６）が並
列に接続されてあり、スイッチ手段（６ａ）が、補助コ
イル（６）の電気的接続をＯＮ／ＯＦＦさせるべく補助
コイル接続配線（６ｂ）の所定位置に設けられてある請
求項２に記載のＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項５】 変調手段（７）（７ｃ）が、超伝導状態
においてコイルに対する磁束導入を阻止し、光照射によ
り超伝導状態から常伝導状態になることによりコイルに
対する磁束導入を許容する磁場シャッタ手段（７）（７
ｃ）である請求項１に記載のＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項６】 磁場シャッタ手段（７）（７ｃ）が、ピ
ックアップコイル（３）に対する磁束導入を制御するも
のである請求項５に記載のＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項７】 ピックアップコイル（３）とインプット
コイル（２）との中間部において補助コイル（６）が並
列に接続されてあり、磁場シャッタ手段（７）（７ｃ）
が、補助コイル（６）に対する磁束の影響を制御するも
のである請求項５に記載のＳＱＵＩＤ磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199857A JPH0643231A (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199857A JPH0643231A (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643231A true JPH0643231A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16414810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4199857A Pending JPH0643231A (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643231A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013040968A (ja) * | 2012-11-28 | 2013-02-28 | Commissariat A L'energie Atomique | 低周波ノイズを伴わない磁気抵抗複合センサに基づく装置および関連する方法 |
-
1992
- 1992-07-27 JP JP4199857A patent/JPH0643231A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013040968A (ja) * | 2012-11-28 | 2013-02-28 | Commissariat A L'energie Atomique | 低周波ノイズを伴わない磁気抵抗複合センサに基づく装置および関連する方法 |
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