JPS6082872A - Ｓｑｕｉｄ磁束計 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ磁束計Info
- Publication number
- JPS6082872A JPS6082872A JP19058383A JP19058383A JPS6082872A JP S6082872 A JPS6082872 A JP S6082872A JP 19058383 A JP19058383 A JP 19058383A JP 19058383 A JP19058383 A JP 19058383A JP S6082872 A JPS6082872 A JP S6082872A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- 5quid
- optical
- optical fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、ジョゼフノン効果を利用した高感度の５ＱＵ
ＩＤ磁束計に関するものである。更に詳しくは、本発明
は、外来ノイズに対する耐ノイズ性を向上させた５ＱＵ
ＩＤ磁束計に関するものである。
ＩＤ磁束計に関するものである。更に詳しくは、本発明
は、外来ノイズに対する耐ノイズ性を向上させた５ＱＵ
ＩＤ磁束計に関するものである。
従来公知の、ＲＦ ５ＱＵＩＤ磁束計は、液体ヘリウム
中で動作する５ＱＵＩＤプローブと、室温で動作するア
ンフ部及びコントローラとで構成され、液体ヘリウム中
の５ＱＵＩＤプローブと室温アンプとは同軸ケーブルで
接続されている。このよりな５ＱＵＩＤ磁束計は、その
磁束分解能が４ Ｘ １０−” ｗｂ／ ｂｉ程度と非
常に高感度であるが故に１外来ノイズや誘導ノイズに弱
いという欠点があった。
中で動作する５ＱＵＩＤプローブと、室温で動作するア
ンフ部及びコントローラとで構成され、液体ヘリウム中
の５ＱＵＩＤプローブと室温アンプとは同軸ケーブルで
接続されている。このよりな５ＱＵＩＤ磁束計は、その
磁束分解能が４ Ｘ １０−” ｗｂ／ ｂｉ程度と非
常に高感度であるが故に１外来ノイズや誘導ノイズに弱
いという欠点があった。
誘導ノイズに対しては、室温部のアンプ系をバッテリー
ドライブにする等の対策がとられているが、外部誘導ノ
イズが大きい場合、例えばラジオ。
ドライブにする等の対策がとられているが、外部誘導ノ
イズが大きい場合、例えばラジオ。
テレビの電波、高周波スパッタ装置、雷、その他で動作
が一時的に中断することがある。このような場合、磁気
測定の連続記録が不可能であった。
が一時的に中断することがある。このような場合、磁気
測定の連続記録が不可能であった。
５ＱＵＩＤ は、ジョゼフソン接合部を含んでおり、そ
の応答は、Ｄ Ｃ−ＧＩ（ｚ −ＴＨｚ Ｋまでも達し
、応Ｓ ｋＮ囲が広いという利点もある反面、全ての周
波数のノイズにも高感度に応答し、実用的に使用する場
合、如何にノイズに強くするかということが大きな問題
となる。
の応答は、Ｄ Ｃ−ＧＩ（ｚ −ＴＨｚ Ｋまでも達し
、応Ｓ ｋＮ囲が広いという利点もある反面、全ての周
波数のノイズにも高感度に応答し、実用的に使用する場
合、如何にノイズに強くするかということが大きな問題
となる。
本発明は、このような従来技術における問題点に鑑みて
なされたもので、外部誘導ノイズに強く、応用範囲を拡
大することの可能な５ＱＵＩＤ磁束計を実現しようとす
るものである。
なされたもので、外部誘導ノイズに強く、応用範囲を拡
大することの可能な５ＱＵＩＤ磁束計を実現しようとす
るものである。
〔本発明の概要〕
本発明に係る装置は、５ＱＵＩＤ動作に必要なジョゼフ
ノン接合を含む超伝導（ＳＱＵＩＤ）リングと、このリ
ングに結合するＬＣ共振回路と、このＬＣ共振回路から
の３ＱＵＩＤ信号を増幅するとともに発光素子を駆動す
る第１の回路と、受光素子からのフィードバック信号を
ＬＣ共振回路に与える第２の回路と、伝送された光エネ
ルギーを電気エネルギーに変換しこの電気エネルギを第
１．第２の回路に供給する光起電力手段とを備え、これ
らの各手段はいずれも液体ヘリウム温度に維持される低
温部を構成し、第１回路の発光素子からの５ＱＵＩＤ信
号、第２回路の受光素子に与えるフィードパ、り信号及
び、光起電力手段に与える光エネルギーをいずれも光フ
ァイバを介して導びくようにしだ点に構成上の特徴があ
る。
ノン接合を含む超伝導（ＳＱＵＩＤ）リングと、このリ
ングに結合するＬＣ共振回路と、このＬＣ共振回路から
の３ＱＵＩＤ信号を増幅するとともに発光素子を駆動す
る第１の回路と、受光素子からのフィードバック信号を
ＬＣ共振回路に与える第２の回路と、伝送された光エネ
ルギーを電気エネルギーに変換しこの電気エネルギを第
１．第２の回路に供給する光起電力手段とを備え、これ
らの各手段はいずれも液体ヘリウム温度に維持される低
温部を構成し、第１回路の発光素子からの５ＱＵＩＤ信
号、第２回路の受光素子に与えるフィードパ、り信号及
び、光起電力手段に与える光エネルギーをいずれも光フ
ァイバを介して導びくようにしだ点に構成上の特徴があ
る。
第１図は本発明に係る装置の全体構成の概略図である。
この図において、■は低温動作部、■は室温部で、低温
動作部との間は、光ファイバ■によって連絡している。
動作部との間は、光ファイバ■によって連絡している。
低温動作部■は、液体ヘリウムが入ったクライオスタッ
トＣＬと、フライオスタラ）ＣＬ内に設置された磁束検
出のための検出部ＤＴとで構成され、検出部１） Ｔ
Ｋ光コネクタＯＣを介して光ファイバｍが結合している
。室温部■は、５ＱＵＩＤを動作させるための信号を供
給したり、５ＱＵＩＤ信号を処理するための回路を含ん
でいる。
トＣＬと、フライオスタラ）ＣＬ内に設置された磁束検
出のための検出部ＤＴとで構成され、検出部１） Ｔ
Ｋ光コネクタＯＣを介して光ファイバｍが結合している
。室温部■は、５ＱＵＩＤを動作させるための信号を供
給したり、５ＱＵＩＤ信号を処理するための回路を含ん
でいる。
第２図は、本発明に係る装置の一例を示す詳細な構成プ
ロ、り図である。この図において、１は５ＱＵＩＤ Ｉ
Ｊアンプに信号を導入するためのインプットコイル、３
は５ＱＵＩＤ ＩＪアンプと磁気的に結合するＬＣ共振
回路、４はＬＣ共振回路５から得られる５ＱＵＩＤ信号
を増幅するＲＦアンプ、５はフィードバック信号をＬＣ
共振回路５に与えるバッファアンプで、ＤＣ−ｒｆ周波
数までの帯域を持つ。６にアンプ４で増幅された５ＱＵ
ＩＤ信号を光信号妃変換する電気光変換器、７は伝送さ
れたフィードバック光信号を電気信号に変換しこれをア
ンプ５に加える光電気変換器、８は伝送された光エネル
ギーに電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーを
各アンプ４．５及び各変換器６，７に供給する光起電力
手段である。これらの破線で囲まれた各部分け、液体ヘ
リウムが入ったクライオスタット中産設置され１、低温
部夏を構成している。
ロ、り図である。この図において、１は５ＱＵＩＤ Ｉ
Ｊアンプに信号を導入するためのインプットコイル、３
は５ＱＵＩＤ ＩＪアンプと磁気的に結合するＬＣ共振
回路、４はＬＣ共振回路５から得られる５ＱＵＩＤ信号
を増幅するＲＦアンプ、５はフィードバック信号をＬＣ
共振回路５に与えるバッファアンプで、ＤＣ−ｒｆ周波
数までの帯域を持つ。６にアンプ４で増幅された５ＱＵ
ＩＤ信号を光信号妃変換する電気光変換器、７は伝送さ
れたフィードバック光信号を電気信号に変換しこれをア
ンプ５に加える光電気変換器、８は伝送された光エネル
ギーに電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーを
各アンプ４．５及び各変換器６，７に供給する光起電力
手段である。これらの破線で囲まれた各部分け、液体ヘ
リウムが入ったクライオスタット中産設置され１、低温
部夏を構成している。
室温部Ｈにおいて、１２は光ファイバ９を介して低温部
■を動作させるためのエネルギーを供給するパワー用発
光素子、１３は光ファイバ１０を介して低温部■側より
伝送される光信号（５ＱＵＩＤ信号）を電気信号に変換
する光電変換器、１４は電気光変換器で、光ファイバ１
１を介して室温部からのＲＦ。
■を動作させるためのエネルギーを供給するパワー用発
光素子、１３は光ファイバ１０を介して低温部■側より
伝送される光信号（５ＱＵＩＤ信号）を電気信号に変換
する光電変換器、１４は電気光変換器で、光ファイバ１
１を介して室温部からのＲＦ。
ＡＦ、ＤＣのフィードパ、り信号を光信号として低温部
Ｉ側に伝送する。１５．１６はそれぞれバッファアンプ
、１７はバッファアンプ１５がらの５ＱＵＩＤ （８号
を検波する検波回路、１８及び１９はそれぞれＲＦ及び
ＡＦの発振器、２ｏは検波回路１７からの信号とＡＦ発
振器１９からの信号とを入力するロックイン検波回路、
２１はロックイン検波回路２ｏからの信号を入力するロ
ーパスフィルターである。
Ｉ側に伝送する。１５．１６はそれぞれバッファアンプ
、１７はバッファアンプ１５がらの５ＱＵＩＤ （８号
を検波する検波回路、１８及び１９はそれぞれＲＦ及び
ＡＦの発振器、２ｏは検波回路１７からの信号とＡＦ発
振器１９からの信号とを入力するロックイン検波回路、
２１はロックイン検波回路２ｏからの信号を入力するロ
ーパスフィルターである。
この様に構成した装置において、室温部■のバッファア
ンプ１６は、ＲＦ発信器１８からの信号（約２０ＭＨ２
）と、ＡＦ発振器１９からの信号（約５０ｋＨｚ）及び
ローパスフィルター２１からのＤＣの各フィードバック
信号を入カレ、電気光変換器１４において、これを光の
強度変ｖＩ４に直し、光ファイバ１１を介して低温部１
側に伝送する。低温部Ｉにおいて、各回路は低温部１内
に設置した光起電力素子８から供給され、動作しておシ
、室温部■側から光信号で伝送されたフィードバック信
号は、バッファアンプ５を介してＬＣ共振回路３に印加
される。
ンプ１６は、ＲＦ発信器１８からの信号（約２０ＭＨ２
）と、ＡＦ発振器１９からの信号（約５０ｋＨｚ）及び
ローパスフィルター２１からのＤＣの各フィードバック
信号を入カレ、電気光変換器１４において、これを光の
強度変ｖＩ４に直し、光ファイバ１１を介して低温部１
側に伝送する。低温部Ｉにおいて、各回路は低温部１内
に設置した光起電力素子８から供給され、動作しておシ
、室温部■側から光信号で伝送されたフィードバック信
号は、バッファアンプ５を介してＬＣ共振回路３に印加
される。
ＬＣ共振回路５の両端に発生した５ＱＵＩＤ信号は、バ
ッファアンプ４で増幅され、電気光変換器６で光信号に
変換器れ、光ファイバ１０を介して室温部■側に伝送さ
れる。
ッファアンプ４で増幅され、電気光変換器６で光信号に
変換器れ、光ファイバ１０を介して室温部■側に伝送さ
れる。
５ＱＵＩＤ磁束計としての基本的動作は、従来のフラッ
クスロックループの動作と同様であるので説明を省略す
る。
クスロックループの動作と同様であるので説明を省略す
る。
この様な構成の５ＱＵＩＤ磁束計は、超伝導状態で動作
する低温部が、室温部から供給される光エネルギーで動
作するもので、外部の誘導ノイズに対する影響を受けな
い。
する低温部が、室温部から供給される光エネルギーで動
作するもので、外部の誘導ノイズに対する影響を受けな
い。
第６図は、本発明の他の実施例を示す構成ブロック図で
ある。この実施例においてはＤ Ｃ５ＱＵＩＤ磁束計を
構成したものであって、光起電力素子８からは、２つの
ジョゼフソン接合をもつ５ＱＵＩＤリング２にも電力が
供給されている。また、この５ＱＵＩＤ リング２には
、近接してコイル１０が設置され、このコイル２２にバ
ッファアンプ５介して、室温部■側から伝送されたＡＦ
倍信号ＤＣフィードパ、り信号が印加されている。なお
１．この例では、ＡＦ発振器１９からのＡＦ倍信号ロー
パスフィルタ２１からのＤＣフィードバック信号は、そ
れぞれ異なっ′ｆＣｒ２つの信号系路（光ファイバｌｌ
ａ ｆｃ含む信号系路と、光ファイバ１１ｂを含む信号
系路）を通って伝送されるように構成しである。
ある。この実施例においてはＤ Ｃ５ＱＵＩＤ磁束計を
構成したものであって、光起電力素子８からは、２つの
ジョゼフソン接合をもつ５ＱＵＩＤリング２にも電力が
供給されている。また、この５ＱＵＩＤ リング２には
、近接してコイル１０が設置され、このコイル２２にバ
ッファアンプ５介して、室温部■側から伝送されたＡＦ
倍信号ＤＣフィードパ、り信号が印加されている。なお
１．この例では、ＡＦ発振器１９からのＡＦ倍信号ロー
パスフィルタ２１からのＤＣフィードバック信号は、そ
れぞれ異なっ′ｆＣｒ２つの信号系路（光ファイバｌｌ
ａ ｆｃ含む信号系路と、光ファイバ１１ｂを含む信号
系路）を通って伝送されるように構成しである。
このＤ Ｃ５ＱＵＩＤ磁束酎の基本的な動作は、従来の
ものと同様である。
ものと同様である。
なお、上記の各実施例において、液体ヘリウムの液面の
変化により光ファイバの伝送ロスが変動することも考え
られるが、この場合には光ファイバをステンレスの中空
パイプ中に通し、そのパイプを真空断熱することにより
、あるいは、信号形態をパルス幅信号とする等罠より、
光ファイバの伝送ロスの変動による影響をなくすること
ができる。また、各実施例では、いずれも低瀧血Ｉにお
いて、各アンプ４，５、各変換器６，７及び光起電力素
子８をいずれも、液体ヘリウム中に設置されることを想
定したが、これらをクライオスタット内でろって、この
クライメスオットの上部（液体ヘリウムが存在しない常
温部分）に設置してもよい。
変化により光ファイバの伝送ロスが変動することも考え
られるが、この場合には光ファイバをステンレスの中空
パイプ中に通し、そのパイプを真空断熱することにより
、あるいは、信号形態をパルス幅信号とする等罠より、
光ファイバの伝送ロスの変動による影響をなくすること
ができる。また、各実施例では、いずれも低瀧血Ｉにお
いて、各アンプ４，５、各変換器６，７及び光起電力素
子８をいずれも、液体ヘリウム中に設置されることを想
定したが、これらをクライオスタット内でろって、この
クライメスオットの上部（液体ヘリウムが存在しない常
温部分）に設置してもよい。
以上説明したように、本発明によれば、外部誘導ノイズ
の影響を受けず、応用範囲の広い５ＱＵＩＤ磁束計が実
現できる。また、光ファイバを介して低温部（センサ部
）と室温部とを遠く離すことが５５能で、遠方からの微
少磁束の測定か行なえる５ＱＵＩＤ磁束計が実現できる
０
の影響を受けず、応用範囲の広い５ＱＵＩＤ磁束計が実
現できる。また、光ファイバを介して低温部（センサ部
）と室温部とを遠く離すことが５５能で、遠方からの微
少磁束の測定か行なえる５ＱＵＩＤ磁束計が実現できる
０
第１図は不発ＢＡＫ係る装置の全体概略図、第２図は本
発明に係る装置の一例を示す詳細な構成ブロック図、第
３図は本発明の他の実施例を示す構成ブロック図である
。 ■・・・低温動作部、２・・・５ＱＵＩＤ ｌｊシンク
３・・・ＬＣ共振回路、８・・・光起電力素子、９．１
０．１１・・・光ファイバ、■・・・室温部。
発明に係る装置の一例を示す詳細な構成ブロック図、第
３図は本発明の他の実施例を示す構成ブロック図である
。 ■・・・低温動作部、２・・・５ＱＵＩＤ ｌｊシンク
３・・・ＬＣ共振回路、８・・・光起電力素子、９．１
０．１１・・・光ファイバ、■・・・室温部。
Claims (1)
- （リ ジョゼフソ接合を含むＳＱ、ＵＩＤ リング、こ
のリングに結合するＬＣ共振回路、とのＬＣ共振回路か
らの５ＱＵＩＤ信号を増幅するとともに当該５ＱＵＩＤ
信号に関連した光信号を出力する第１の回路、光信号で
伝送されたフィードパ７り信号を受け当該フィードバッ
ク信号に関４した電気信号を前記ＬＣ共振回路又は５Ｑ
ＵＩＤ リングに近接して設けたコイルに与える第２の
回路、伝送された光エネルギーを電気エネルギーに変換
しこの電気エネルギーを前記第１．第２の回路の動作用
電力として供給する光起電力素子を備え、これらの回路
素子はクライオスタット内に設置されて低温部を構成し
ており、前記第１．第２の回路及び前記光起電力素子に
はいずれも光ファイバが結合され、当該光ファイバを介
して前記５ＱＵＩＤ 信号に関連した光信号、フィード
バック信号、光エネルギーが導びかれるようＫした５Ｑ
ＵＩＤ磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19058383A JPS6082872A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19058383A JPS6082872A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082872A true JPS6082872A (ja) | 1985-05-11 |
Family
ID=16260473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19058383A Pending JPS6082872A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082872A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4906930A (en) * | 1987-02-27 | 1990-03-06 | Hitachi, Ltd. | Magnetometer using a Josephson device and superconducting phototransistor |
| JP2008294777A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | National Institute Of Information & Communication Technology | 磁束量子信号の光変換装置及び磁束量子信号の光変換方法 |
-
1983
- 1983-10-12 JP JP19058383A patent/JPS6082872A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4906930A (en) * | 1987-02-27 | 1990-03-06 | Hitachi, Ltd. | Magnetometer using a Josephson device and superconducting phototransistor |
| JP2008294777A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | National Institute Of Information & Communication Technology | 磁束量子信号の光変換装置及び磁束量子信号の光変換方法 |
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