JPS6347684A - 微弱磁場測定装置用ｓｑｕｉｄ磁力計 - Google Patents
微弱磁場測定装置用ｓｑｕｉｄ磁力計Info
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- JPS6347684A JPS6347684A JP62200765A JP20076587A JPS6347684A JP S6347684 A JPS6347684 A JP S6347684A JP 62200765 A JP62200765 A JP 62200765A JP 20076587 A JP20076587 A JP 20076587A JP S6347684 A JPS6347684 A JP S6347684A
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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
- G01R33/0358—SQUIDS coupling the flux to the SQUID
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、少くとも２つの超電導グラディオメーター
・ループとこのループに接続されて直流ＳＱＵＩＤを構
成する２つのジョセフソン・トンネル素子が１つの堅い
支持体の表面に設けられ、少くとも１つの検出磁場源が
作る微弱磁場を単チ島ネル又は多チャネルで測定する装
置に使用されるＳＱＵＩＤ ｉ力計に関するものである
。
・ループとこのループに接続されて直流ＳＱＵＩＤを構
成する２つのジョセフソン・トンネル素子が１つの堅い
支持体の表面に設けられ、少くとも１つの検出磁場源が
作る微弱磁場を単チ島ネル又は多チャネルで測定する装
置に使用されるＳＱＵＩＤ ｉ力計に関するものである
。
〔従来の技１Ｎ′〕
この種の磁力計は文献「アイ・イー・イー・イー・トラ
ンザクションズ・オン・マグネチフス（ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ）
Ｊ ＭＡＧ −１９、〔３〕、１９８３年５月、６４８
−６５１頁に記載され公知である。
ンザクションズ・オン・マグネチフス（ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ）
Ｊ ＭＡＧ −１９、〔３〕、１９８３年５月、６４８
−６５１頁に記載され公知である。
微弱磁場の測定にＳＱＵＩＤと呼ばれている超電導量子
干渉計を使用することは広（知られている。
干渉計を使用することは広（知られている。
この干渉計の有利な応用分野としては医術の領域におい
ても磁気心拍記録器又は磁気エンツェファログラフィ等
が挙げられる。磁気心臓波又は脳波によって誘発される
磁場の強さは僅かに５０ｐＴ又は０．１ｐＴ程度であり
、しかもこの磁場を比較的強い妨害磁場の下で検出しな
ければならない。
ても磁気心拍記録器又は磁気エンツェファログラフィ等
が挙げられる。磁気心臓波又は脳波によって誘発される
磁場の強さは僅かに５０ｐＴ又は０．１ｐＴ程度であり
、しかもこの磁場を比較的強い妨害磁場の下で検出しな
ければならない。
上記のオーダーの生体磁場の測定に対して単チャネル型
と多チヤネル型のいずれにも構成可能の測定装置が公知
である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２４７５４
３号公報参照）。その装置にはチャネル数に応じて少く
とも１つのＳＱＵＩＤ ｍ力計と一次又は高次のグラデ
イオメータ−が含まれている。
と多チヤネル型のいずれにも構成可能の測定装置が公知
である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２４７５４
３号公報参照）。その装置にはチャネル数に応じて少く
とも１つのＳＱＵＩＤ ｍ力計と一次又は高次のグラデ
イオメータ−が含まれている。
これに対応する磁力計は最初に引用した文献（ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓ、Ｍａｇｎ、）に記載されている。−次グ
ラディオメーターを使用する特殊の実施形態の場合はぼ
８字形の超電導体二重ループが設けられ、その２つのル
ープの間の結合導体に２つのジョセフソン・トンネル素
子が組込まれて直流ＳＱＵＩＤに特徴的な構成となって
いる。２次又はより高次の集積直流ＳＱＵＩＤ ｍ力計
を構成するためには、公知の１次グラデイオメータ−の
二重ループの各ループをそれぞれ１つの二重ループで置
き換える。この公知のＳＱＵＩＤ ｍ力計の総ての超電
導部分は１つの偏平支持体の平坦面にとりつけられる。
Ｔｒａｎｓ、Ｍａｇｎ、）に記載されている。−次グ
ラディオメーターを使用する特殊の実施形態の場合はぼ
８字形の超電導体二重ループが設けられ、その２つのル
ープの間の結合導体に２つのジョセフソン・トンネル素
子が組込まれて直流ＳＱＵＩＤに特徴的な構成となって
いる。２次又はより高次の集積直流ＳＱＵＩＤ ｍ力計
を構成するためには、公知の１次グラデイオメータ−の
二重ループの各ループをそれぞれ１つの二重ループで置
き換える。この公知のＳＱＵＩＤ ｍ力計の総ての超電
導部分は１つの偏平支持体の平坦面にとりつけられる。
このような偏平ＳＱＵＩＤ 磁力計を使用すると妨害磁
場の抑制は可能であるが、その二重ループの隣接する２
つのループが測定磁束の勾配だけを検出し磁束自体は検
出しないから比較的低感度となる。しかし偏平ＳＱＵＩ
Ｄ ｍ力計の利点は比較的簡単に製作できる点にある。
場の抑制は可能であるが、その二重ループの隣接する２
つのループが測定磁束の勾配だけを検出し磁束自体は検
出しないから比較的低感度となる。しかし偏平ＳＱＵＩ
Ｄ ｍ力計の利点は比較的簡単に製作できる点にある。
このような偏平ＳＱＵＩＤ磁力計の外にはっきりした三
次元形態を示すグラデイオメータ−を使用するものも例
えば文献「レビエー・オブ・サイエンティフィック・イ
ンスツルメンツ（Ｒｅｖ、Ｓｃｉ、 Ｉｎｓ ｔｒｕｎ
＋、） Ｊ ５３、〔１２〕、１８１５−１８４５頁そ
の他によって公知である。この場合グラデイオメータ−
は少くとも２つのグラディオメーター・ループを含む磁
束変成器を形成し、検出磁場源側のループは検出ループ
と呼ばれ、それから空間的により遠く離れたループは補
償ループと見ることができる。このループ構成により直
接に磁場源の磁束が測定され、掻めて高い感度と外部妨
害磁場の良好な判別が達成される。しかしこの種の磁束
変成器では検出磁束が常にグラディオメーター・ループ
に結ばれた結合ループを通してＳＱＵＩＤループに導入
されるから、それに伴う損失のためグラディオメーター
・ループを比較的大きな寸法にしなければならない、そ
れによって各ループのインダクタンスが大きくなるとい
う不利が生ずる。
次元形態を示すグラデイオメータ−を使用するものも例
えば文献「レビエー・オブ・サイエンティフィック・イ
ンスツルメンツ（Ｒｅｖ、Ｓｃｉ、 Ｉｎｓ ｔｒｕｎ
＋、） Ｊ ５３、〔１２〕、１８１５−１８４５頁そ
の他によって公知である。この場合グラデイオメータ−
は少くとも２つのグラディオメーター・ループを含む磁
束変成器を形成し、検出磁場源側のループは検出ループ
と呼ばれ、それから空間的により遠く離れたループは補
償ループと見ることができる。このループ構成により直
接に磁場源の磁束が測定され、掻めて高い感度と外部妨
害磁場の良好な判別が達成される。しかしこの種の磁束
変成器では検出磁束が常にグラディオメーター・ループ
に結ばれた結合ループを通してＳＱＵＩＤループに導入
されるから、それに伴う損失のためグラディオメーター
・ループを比較的大きな寸法にしなければならない、そ
れによって各ループのインダクタンスが大きくなるとい
う不利が生ずる。
この発明の目的は、冒頭に挙げたＳＱＵＩＤ磁力計を改
良して比較的小さい寸法のグラディオメーター・ループ
を使用して貰い感度と外部妨害磁場の充分な抑制が達成
されるようにすることである。
良して比較的小さい寸法のグラディオメーター・ループ
を使用して貰い感度と外部妨害磁場の充分な抑制が達成
されるようにすることである。
更に磁力計が簡単に製作できるようにすることもこの発
明の目的である。
明の目的である。
これらの目的は特許請求の範囲第１項に特徴として挙げ
た構成とすることによって達成される。
た構成とすることによって達成される。
この発明によるＳＱＵＩＤ磁力計は３次元形のセンサで
あって、この磁力計によって磁束の勾配ではなく磁束自
体を測定できるから公知の偏平５ＱＵＴＤ磁力計よりも
遥かに高感度となる。更に外部妨害磁場は公知の磁力計
と同様に抑制することができる。公知の誘導結合された
ＳＱＵＩＤを備える磁束変成器に比べて製作が簡単であ
ることも利点と見ることができる。この外に良好な磁束
結合が確保されるごとも利点である。所定の内部寸法を
持つループを備えるこの種のグラデイオメータ−は対応
する寸法のループを持つ磁束変成器と単一部分構成のＳ
ＱＵＩＤを備えるグラデイオメータ−よりも遥に多量の
磁束をＳＱＵＩＤに導くことが可能である。
あって、この磁力計によって磁束の勾配ではなく磁束自
体を測定できるから公知の偏平５ＱＵＴＤ磁力計よりも
遥かに高感度となる。更に外部妨害磁場は公知の磁力計
と同様に抑制することができる。公知の誘導結合された
ＳＱＵＩＤを備える磁束変成器に比べて製作が簡単であ
ることも利点と見ることができる。この外に良好な磁束
結合が確保されるごとも利点である。所定の内部寸法を
持つループを備えるこの種のグラデイオメータ−は対応
する寸法のループを持つ磁束変成器と単一部分構成のＳ
ＱＵＩＤを備えるグラデイオメータ−よりも遥に多量の
磁束をＳＱＵＩＤに導くことが可能である。
従ってこの発明による磁力計を使用すると多チヤネル測
定装置の構成が可能になるという利点が得られる。それ
は所定の面積内にこの種の装置を配置する際磁力計の数
を等しくすれば隣接磁力計の検出ループ間の間隔を拡げ
て磁力計間の相互結合を低減させることができるからで
ある。
定装置の構成が可能になるという利点が得られる。それ
は所定の面積内にこの種の装置を配置する際磁力計の数
を等しくすれば隣接磁力計の検出ループ間の間隔を拡げ
て磁力計間の相互結合を低減させることができるからで
ある。
構成されたＳＱＵＩＤが比較的大きなインダクタンスに
も拘らず高い感度を示すことを考えてジョセフソン・ト
ンネル素子相互を分路抵抗で結合すると有利である。こ
のような手段は一般に細い導体片を特に検出ループに使
用する場合必要となる。
も拘らず高い感度を示すことを考えてジョセフソン・ト
ンネル素子相互を分路抵抗で結合すると有利である。こ
のような手段は一般に細い導体片を特に検出ループに使
用する場合必要となる。
場合によってはこのような分路抵抗を省略することが可
能であるが、そのためには検出ループと補償ループをそ
れぞれ支持体の周囲を大部分取囲むテープ状の導体片で
構成し、その幅をこれらの導体片の間にあって支持体の
長さ方向に伸びる結合導体の少くとも１つの横拡がりよ
りも相当に大きくする。
能であるが、そのためには検出ループと補償ループをそ
れぞれ支持体の周囲を大部分取囲むテープ状の導体片で
構成し、その幅をこれらの導体片の間にあって支持体の
長さ方向に伸びる結合導体の少くとも１つの横拡がりよ
りも相当に大きくする。
この発明による磁力計の有利な実施Ｂ様は特許請求の範
囲第２項以下に示されている。
囲第２項以下に示されている。
図面を参照してこの発明を更に詳細に説明する。
第１図に−？−として示されているＳＱＵＩＤ磁力計は
支持体３上に設けられている。この支持体は直径ｄ、長
さ２の管又は棒の形であって、非磁性絶縁材料例えば石
英又はセラミックで作られる。磁力計は支持体３の外側
面４に２つの超電導グラディオメーター・ループを持つ
一次グラデイオメーターを備えているが、グラディオメ
ーター・ループの一方は検出ループ５と見ることができ
る。このループ５は図に示されていない検出磁場源に向
って置かれ、ピックアップ・ループと呼ばれることが多
い、このループから軸方向に特定の間隔ａをおいて対応
する補償ループ６が設けられる。ループ５と６はそれぞ
れ特定の幅Ｂ又はＢ′のテープ状導体片から成る。少く
ともループ５に対して選ばれる幅Ｂは支持体３の直径ｄ
に関係する。このＢは０．５ｄ≦Ｂ≦１．５ｄで与えら
れる値に選ばれると有利である。ループ５と６のテープ
状導体片は支持体の周囲の大部分を覆い、細いスリット
７又は８が軸方向に形成されている。このスリットに接
する導体片の縁端区域においてループ５と８は細いテー
プ状結合導体１０と１１に連結される。
支持体３上に設けられている。この支持体は直径ｄ、長
さ２の管又は棒の形であって、非磁性絶縁材料例えば石
英又はセラミックで作られる。磁力計は支持体３の外側
面４に２つの超電導グラディオメーター・ループを持つ
一次グラデイオメーターを備えているが、グラディオメ
ーター・ループの一方は検出ループ５と見ることができ
る。このループ５は図に示されていない検出磁場源に向
って置かれ、ピックアップ・ループと呼ばれることが多
い、このループから軸方向に特定の間隔ａをおいて対応
する補償ループ６が設けられる。ループ５と６はそれぞ
れ特定の幅Ｂ又はＢ′のテープ状導体片から成る。少く
ともループ５に対して選ばれる幅Ｂは支持体３の直径ｄ
に関係する。このＢは０．５ｄ≦Ｂ≦１．５ｄで与えら
れる値に選ばれると有利である。ループ５と６のテープ
状導体片は支持体の周囲の大部分を覆い、細いスリット
７又は８が軸方向に形成されている。このスリットに接
する導体片の縁端区域においてループ５と８は細いテー
プ状結合導体１０と１１に連結される。
この超電導材料から成る導体１０と１１によってループ
５と６がその周囲に沿って逆向きに流れる電流の方向を
調整することができるように直列に接続される。この電
流方向は矢印１２．１３で示されている。支持体３の周
囲方向に計った結合導体１０と１１の横幅はｂとして示
される。
５と６がその周囲に沿って逆向きに流れる電流の方向を
調整することができるように直列に接続される。この電
流方向は矢印１２．１３で示されている。支持体３の周
囲方向に計った結合導体１０と１１の横幅はｂとして示
される。
磁力計又は更にグラデイオメータ−に組み込まれた２つ
のジジセフソン・トンネル素子１５．１６を含む直流Ｓ
ＱＵＩＤを備える。これらの素子は補償ループ６の背後
において検出ループ５に対して反対の側に置かれ、検出
ループ５から補償ループ６のスリット８を通して導かれ
て来た結合導体１１の終端部１７とそれに平行する補償
ループ６の延長部１８とに形成されている。この場合こ
れらのトンネル素子１５．１６の共通電極として接続導
体２０の終端部が適当な形に成形される。接触面２１を
通してこの接続導体とトンネル素子にバイアス電流と呼
ばれている電流が供給される。このＳＱＵＩＤの調整に
必要な電流の排出に対して別の接触面２２が補償ループ
６から出る延長導体片２３の終端に設けられる。
のジジセフソン・トンネル素子１５．１６を含む直流Ｓ
ＱＵＩＤを備える。これらの素子は補償ループ６の背後
において検出ループ５に対して反対の側に置かれ、検出
ループ５から補償ループ６のスリット８を通して導かれ
て来た結合導体１１の終端部１７とそれに平行する補償
ループ６の延長部１８とに形成されている。この場合こ
れらのトンネル素子１５．１６の共通電極として接続導
体２０の終端部が適当な形に成形される。接触面２１を
通してこの接続導体とトンネル素子にバイアス電流と呼
ばれている電流が供給される。このＳＱＵＩＤの調整に
必要な電流の排出に対して別の接触面２２が補償ループ
６から出る延長導体片２３の終端に設けられる。
第１図に示したこの発明の実施例ではＳＱＵＩＤのイン
ダクタンスを限定するため、少くとも検出ループ５を形
成する導体片の軸方向幅Ｂを結合導体１０又は１１の少
くとも一方の幅すよりも相当大きく選定しなければなら
ない、その際補償ループ６を形成する導体片には対応す
るかより大きい幅Ｂ′を与える０幅ＢとＢ′は結合導体
１０又は１１の横幅すの少くとも５倍特に１０倍以上に
するのが有利である。
ダクタンスを限定するため、少くとも検出ループ５を形
成する導体片の軸方向幅Ｂを結合導体１０又は１１の少
くとも一方の幅すよりも相当大きく選定しなければなら
ない、その際補償ループ６を形成する導体片には対応す
るかより大きい幅Ｂ′を与える０幅ＢとＢ′は結合導体
１０又は１１の横幅すの少くとも５倍特に１０倍以上に
するのが有利である。
一方検出ループ５と検出磁場源の後に置かれた補償ルー
プ６の少くとも１つとの間の軸方向の間隔ａは特定の最
小値に選ぶ必要がある。この最小値は検出ループ５で捕
捉する磁束に関係する。この場合補償ループ６はそこに
捕捉される磁束が検出ループで捕捉される磁束の２０％
以下、特に１０％以下になるように検出ループから離し
ておかなければならない。
プ６の少くとも１つとの間の軸方向の間隔ａは特定の最
小値に選ぶ必要がある。この最小値は検出ループ５で捕
捉する磁束に関係する。この場合補償ループ６はそこに
捕捉される磁束が検出ループで捕捉される磁束の２０％
以下、特に１０％以下になるように検出ループから離し
ておかなければならない。
これらの手段によりループ毎のインダクタンス従ってＳ
ＱＵＩＤのインダクタンスが最小値に確保される。 ５
ＱＩＪＩＤのコンバージョンαＶ／αφはβＬ＝Ｉｃ
・ （Ｌ／φ。）で与えられるβ、に関係する。ここ
でＩｃは５ｑｕｒｏの臨界Ｋｍ、ＬはＳＱＵＩＤのイン
ダクタンス、φ。は磁束量子である。β。
ＱＵＩＤのインダクタンスが最小値に確保される。 ５
ＱＩＪＩＤのコンバージョンαＶ／αφはβＬ＝Ｉｃ
・ （Ｌ／φ。）で与えられるβ、に関係する。ここ
でＩｃは５ｑｕｒｏの臨界Ｋｍ、ＬはＳＱＵＩＤのイン
ダクタンス、φ。は磁束量子である。β。
の値が約１のときコンバージョンが最大となり、β、が
これより大きくなると再び低下する（文献「ジャーナル
・オプ・ローテンペラチュア・フイジクス（Ｊ、Ｌｏｗ
Ｔｅｍｐ、Ｐｈｙｓ、） Ｊ ２５ （１／２ ）
１９７６．９９〜１４４頁参照）。一般にＩｃは約２
μＡ以下になることは許されないから、最適コンバージ
ョンに対してＳＱＵＩＤのインダクタンス最大イ直は約
１ｎＨとなる。
これより大きくなると再び低下する（文献「ジャーナル
・オプ・ローテンペラチュア・フイジクス（Ｊ、Ｌｏｗ
Ｔｅｍｐ、Ｐｈｙｓ、） Ｊ ２５ （１／２ ）
１９７６．９９〜１４４頁参照）。一般にＩｃは約２
μＡ以下になることは許されないから、最適コンバージ
ョンに対してＳＱＵＩＤのインダクタンス最大イ直は約
１ｎＨとなる。
磁力計−？工の具体的な実施例では支持体３として直径
ｄが３鵬の石英棒が使用され、総ての超電導部分はこの
支持体上に析出したニオブのｙｉ膜である。検出ループ
５のコイルの幅Ｂは３閣であり、補償ループ６のコイル
の幅Ｂ′はこれより大きく例えば１０＋ｎａ＋に選ぶの
が有利である。これらのコイル間の間隔ａは約５備とす
る。結合導体１０と１１は幅約０．３皿で０．３ ａｍ
の相互間隔を保つニオブ帯で構成され、０．９ ｗ幅の
ニオブ帯で遮蔽されている。ジョセフソン・トンネル素
子１５と１６の接触面はそれぞれ４μｍ２である。バイ
アス電流Ｉ、。は約２μＡに調整される。この実施態様
によると検出ループ５のインダクタンスは２乃至３ｎＨ
となる。従って具体的な検出ループに対してＳＱＵＩＤ
磁力計は１以上のβ、値（β、〉１）で動作させなけれ
ばならない、しかし磁力計を特徴とする請求からβ、の
値従ってＬの値はできるだけ小さくする必要がある０図
面に示した三次元５ＱｔｌＩＤ磁力計主に対して具体的
実施例において与えられている数値に基づいて計算する
と、インダクタンスの値は約４ｎＨとなる。これによっ
て与えられる最小βＬ値は４である。従ってこのような
磁力計により固有の雑音の混入なしに脳信号の測定が可
能である。
ｄが３鵬の石英棒が使用され、総ての超電導部分はこの
支持体上に析出したニオブのｙｉ膜である。検出ループ
５のコイルの幅Ｂは３閣であり、補償ループ６のコイル
の幅Ｂ′はこれより大きく例えば１０＋ｎａ＋に選ぶの
が有利である。これらのコイル間の間隔ａは約５備とす
る。結合導体１０と１１は幅約０．３皿で０．３ ａｍ
の相互間隔を保つニオブ帯で構成され、０．９ ｗ幅の
ニオブ帯で遮蔽されている。ジョセフソン・トンネル素
子１５と１６の接触面はそれぞれ４μｍ２である。バイ
アス電流Ｉ、。は約２μＡに調整される。この実施態様
によると検出ループ５のインダクタンスは２乃至３ｎＨ
となる。従って具体的な検出ループに対してＳＱＵＩＤ
磁力計は１以上のβ、値（β、〉１）で動作させなけれ
ばならない、しかし磁力計を特徴とする請求からβ、の
値従ってＬの値はできるだけ小さくする必要がある０図
面に示した三次元５ＱｔｌＩＤ磁力計主に対して具体的
実施例において与えられている数値に基づいて計算する
と、インダクタンスの値は約４ｎＨとなる。これによっ
て与えられる最小βＬ値は４である。従ってこのような
磁力計により固有の雑音の混入なしに脳信号の測定が可
能である。
第１図には図を見易くするため示されていないが、結合
導体１０と１１は適当な拡がりをもつ超電導性又は常電
導性の面で覆うのが有利である。
導体１０と１１は適当な拡がりをもつ超電導性又は常電
導性の面で覆うのが有利である。
この被覆はこの導体とグラディオメーター・ループとの
接続令頁域の上にまで拡がるから、スリット７と８も覆
うことになる。このストライプ導体としての有利な構成
の外にストライプ結合導体を重ね合せてサンドイッチ構
造とすることも可能である。更に両ジぢセフソン・トン
ネル素子１５と１６を抵抗を介して互に逆向きに接続し
、ＳＱＵＩＤインダクタンスをシャントすることもグラ
デイオメータ−のインダクタンスを限定する点で有利で
ある。この種のシャント抵抗は特に高次のグラデイオメ
ータ−に対して有効である。場合によってトンネリング
素子もそれぞれ固有のシャント抵抗でバイパスすること
が可能である。
接続令頁域の上にまで拡がるから、スリット７と８も覆
うことになる。このストライプ導体としての有利な構成
の外にストライプ結合導体を重ね合せてサンドイッチ構
造とすることも可能である。更に両ジぢセフソン・トン
ネル素子１５と１６を抵抗を介して互に逆向きに接続し
、ＳＱＵＩＤインダクタンスをシャントすることもグラ
デイオメータ−のインダクタンスを限定する点で有利で
ある。この種のシャント抵抗は特に高次のグラデイオメ
ータ−に対して有効である。場合によってトンネリング
素子もそれぞれ固有のシャント抵抗でバイパスすること
が可能である。
第１図とは別のＳＱＵＩＤ ｍ力計を第２図に示し、こ
の磁力計のジョセフソン・トンネル素子を含む部分を拡
大して第３図に示す、第１図に対応する部分は同じ符号
で示されている。この磁力計２５は主としてその検出ル
ープ２６と補償ループ２７がグラディオメーター・ルー
プ５と６のように広幅の導体片ではなくもっと幅の狭い
導体片で作らている点で第１図の磁力計量と異なる。こ
れらのループの導体片の幅は結合導体１０と１１の横幅
すに少くとも近似的に対応する。しかし磁力計ヱエのこ
のような構成は比較的大きなインダクタンスの場合５Ｑ
ｔｌ１０５度を保持するだめの方策の追加を必要とする
。
の磁力計のジョセフソン・トンネル素子を含む部分を拡
大して第３図に示す、第１図に対応する部分は同じ符号
で示されている。この磁力計２５は主としてその検出ル
ープ２６と補償ループ２７がグラディオメーター・ルー
プ５と６のように広幅の導体片ではなくもっと幅の狭い
導体片で作らている点で第１図の磁力計量と異なる。こ
れらのループの導体片の幅は結合導体１０と１１の横幅
すに少くとも近似的に対応する。しかし磁力計ヱエのこ
のような構成は比較的大きなインダクタンスの場合５Ｑ
ｔｌ１０５度を保持するだめの方策の追加を必要とする
。
この方策は第３図に示すようにジョセフソン・トンネル
素子１５．１６にシャント抵抗を接続することである。
素子１５．１６にシャント抵抗を接続することである。
ＳＱＵＩＤインダクタンスをシャントする抵抗は３０
であり、これらの素子の電極を形成する終端導体片１７
（！−１８の間に置かれる。導体片１８は補償ループ２
７の導体延長部になっている０例えば薄膜技術によって
作られた抵抗路は接触領域３０ａと３０ｂにおいて終端
導体片１７と１８に結ばれる０図には接触領域が太い線
で示されている。この外にジョセフソン・トンネル素子
１５と１６をバイパスするシャント抵抗３１と３２が設
けられる。同じく抵抗路によって形成されるこれらの抵
抗はそれぞれ１つのジョセフソン・トンネル素子の画電
極に結ばれる。これに対応する接触領域３１ａと３１ｂ
、３２ａと３２ｂも太い線で示されている。
であり、これらの素子の電極を形成する終端導体片１７
（！−１８の間に置かれる。導体片１８は補償ループ２
７の導体延長部になっている０例えば薄膜技術によって
作られた抵抗路は接触領域３０ａと３０ｂにおいて終端
導体片１７と１８に結ばれる０図には接触領域が太い線
で示されている。この外にジョセフソン・トンネル素子
１５と１６をバイパスするシャント抵抗３１と３２が設
けられる。同じく抵抗路によって形成されるこれらの抵
抗はそれぞれ１つのジョセフソン・トンネル素子の画電
極に結ばれる。これに対応する接触領域３１ａと３１ｂ
、３２ａと３２ｂも太い線で示されている。
図面に示されている２つの実施例においては１つの検出
ループと１つの補償ループを備える−次グラデイオメー
タ−が基本になっているが、高次のグラデイオメータ−
を共通支持体上に構成することも可能である。この場合
次数に応じて多数のグラディオメーター・ループが直列
に配置される。
ループと１つの補償ループを備える−次グラデイオメー
タ−が基本になっているが、高次のグラデイオメータ−
を共通支持体上に構成することも可能である。この場合
次数に応じて多数のグラディオメーター・ループが直列
に配置される。
このようなグラデイオメータ−に対して円筒形の支持体
が有利であるが、場合によっては円形以外の断面を持つ
支持体の使用も可能である。この支持体は単一体とは限
らず多数の部分を組合わせたものでもよい。
が有利であるが、場合によっては円形以外の断面を持つ
支持体の使用も可能である。この支持体は単一体とは限
らず多数の部分を組合わせたものでもよい。
図面に示したＳＱＵＩＤ Ｔｌｉ力計−２，２５はいず
れも一つの測定装置の検出チャネルに対する１つのモジ
ュールとなっている。従って多チヤネル装置は多数のこ
の種磁力計モジュールを一列に組合わせることによって
作られる。支持体の横方開拡がり又は直径とその上に設
けられるループの寸法は比較的小さいものとすることが
できるから、隣り合わせる磁力計の間に充分大きな間隔
を保つことが可能であり、それによってこれらの磁力計
の間の磁気的影響をそれに応じて低減させることができ
る。
れも一つの測定装置の検出チャネルに対する１つのモジ
ュールとなっている。従って多チヤネル装置は多数のこ
の種磁力計モジュールを一列に組合わせることによって
作られる。支持体の横方開拡がり又は直径とその上に設
けられるループの寸法は比較的小さいものとすることが
できるから、隣り合わせる磁力計の間に充分大きな間隔
を保つことが可能であり、それによってこれらの磁力計
の間の磁気的影響をそれに応じて低減させることができ
る。
第１図と第２図はそれぞれこの発明の互に異る実施例の
概略図、第３図は第２図の装置の部分拡大図である。 １．２５・・・ＳＱＵＩＤ磁力計、３・・・支持体、５
．２６・・・検出ループ、６．２７・・・補償ループ、
１５゜１６・・・ジョセフソン・トンネル素子。
概略図、第３図は第２図の装置の部分拡大図である。 １．２５・・・ＳＱＵＩＤ磁力計、３・・・支持体、５
．２６・・・検出ループ、６．２７・・・補償ループ、
１５゜１６・・・ジョセフソン・トンネル素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）少くとも２つの超電導グラディオメーター・ループ
と２つのジョセフソン・トンネル素子が１つの直流ＳＱ
ＵＩＤを構成し堅い支持体の表面に設けられ、検出磁場
源が作る微弱磁場測定装置に使用されるＳＱＵＩＤ磁力
計において、グラディオメーター・ループとして少くと
も１つの検出ループ（５、２６）と少くとも１つの補償
ループ（６、２７）ならびにジョセフソン・トンネル素
子（１５、１６）が磁力計（￥２￥又は￥２５￥）のこ
れらの部分（５、６；２６、２７；１５、１６）の間の
超電導結合導体（１０、１１）と共に支持体（３）の３
次元形態を示す表面（４）に直列に配置されており、検
出ループ（５、２６）とそれに所属する補償ループ（６
、２７）の間の間隔は補償ループ（６、２７）が捕捉し
た検出磁場源磁束が検出ループ（５、２６）が捕捉した
磁束の最高で２０％に達するように大きく選ばれている
ことを特徴とする微弱磁場測定装置用ＳＱＵＩＤ磁力計
。 ２）支持体（３）が管又は棒の形であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の磁力計。 ３）支持体（３）が石英又はセラミック製であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の磁力
計。 ４）補償ループ（６、２７）によって捕捉された磁束が
検出ループ（５、２６）によって磁束の最高１０％に達
するように、検出ループ（５、２６）とそれに所属する
補償ループ（６、２７）の間の間隔（ａ）が大きく選ば
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
３項の１つに記載の磁力計。 ５）検出ループ（５）と補償ループ（６）がそれぞれ支
持体（３）の周囲の大部分を包囲するテープ状の導体片
で構成され、その幅（Ｂ又はＢ′）はこれらの導体片の
間を支持体の長さ方向に伸びる結合導体（１０、１１）
の少くとも１つの横幅（ｂ）よりも大きく選ばれている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の１
つに記載の磁力計。 ６）検出ループ（５）又は補償ループ（６）を＿形成す
る導体片の軸方向の幅（Ｂ、Ｂ′）がそれぞれ少くとも
１つの結合導体（１０、１１）の横幅（ｂ）の少くとも
５倍特に１０倍以上であることを特徴とする特許請求の
範囲第５項記載の磁力計。 ７）補償ループ（６）を形成する導体片の幅（Ｂ′）が
検出ループ（５）を形成する導体片の幅（Ｂ）よりも大
きいことを特徴とする特許請求の範囲第５項又は第６項
記載の磁力計。 ８）検出ループ（５）を形成する導体片の幅（Ｂ）が支
持体（３）の直径（ｄ）の０．５倍から１．５倍の間で
あることを特徴とする特許請求の範囲第２項、第６項又
は第７項記載の磁力計。 ９）ジョセフソン・トンネル素子（１５、１６）がＳＱ
ＵＩＤのインダクタンスをシャントするため抵抗（３０
）を通して互に逆向きに結合されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第８項の１つに記載の磁力
計。 １０）ジョセフソン・トンネル素子（１５、１６）がそ
れぞれ１つのシャント抵抗（３１、３２）によってバイ
パスされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第９項の１つに記載の磁力計。 １１）グラディオメーター ・ループ（５、６、２６、
２７）、結合導体（１０、１１）およびジョセフソン・
トンネル素子（１５、１６）の電極が薄いニオブフィル
ムで作られていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第１０項の１つに記載の磁力計。 １２）結合導体（１０、１１）をそのグラディオメータ
・ループ（５、６、２６、２７）との結合区域まで覆う
金属被覆が設けられていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第１１項の１つに記載の磁力計。 １３）結合導体（１０、１１）がストライプ導体として
作られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第１２項の１つに記載の磁力計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3627418 | 1986-08-13 | ||
| DE3627418.6 | 1986-08-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6347684A true JPS6347684A (ja) | 1988-02-29 |
Family
ID=6307283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62200765A Pending JPS6347684A (ja) | 1986-08-13 | 1987-08-11 | 微弱磁場測定装置用ｓｑｕｉｄ磁力計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4937525A (ja) |
| EP (1) | EP0257342B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6347684A (ja) |
| DE (1) | DE3775656D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60149514A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-07 | Kao Corp | 養毛・育毛料 |
| WO1999044916A1 (fr) | 1998-03-03 | 1999-09-10 | Osaka Shipbuilding Co., Ltd. | Produit d'aerosol et procede de fabrication de celui-ci |
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| JP2621623B2 (ja) * | 1990-09-30 | 1997-06-18 | ダイキン工業株式会社 | スクイド |
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| FR1491786A (fr) * | 1966-09-05 | 1967-08-11 | Advanced Kinetics | Transformateurs d'impulsions permettant d'obtenir des impulsions de très forte intensité |
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-
1987
- 1987-07-30 DE DE8787111080T patent/DE3775656D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-07-30 EP EP87111080A patent/EP0257342B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-11 JP JP62200765A patent/JPS6347684A/ja active Pending
-
1989
- 1989-06-14 US US07/366,321 patent/US4937525A/en not_active Expired - Fee Related
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