Физическая энциклопедия - сверхпроводящий магнитометр

м. достигает 10-11 Гс (10-15Тл), а при измерениях градиента магн. поля =10-12 Гс/см (1014Тл/м). Чувствительный элемент (ЧЭ) С. м. представляет собой электрич. контур из сверхпроводника с контактами Джозефсона (ими могут быть разделяющие сверхпроводник тонкие, =10 ?, плёнки изолятора, точечные контакты и т. п.). ЧЭ реагирует на изменение напряжённости (индукции) магн.

поля, пронизывающего сверхпроводящий контур. Рис. 1. Схема сверхпроводящего магнитометра с двумя параллельно включёнными контактами Джозефсона для измерения напряжённости (индукции) магн. поля. На рис. 1 приведена схема С. м., ЧЭ к-рого содержит два идентичных контакта Джозефсона, включённых параллельно в цепь источника пост. тока.

С изменением потока Ф ток Ikc в контуре испытывает осцилляции (рис. 2). Ток Ikc достигает макс. значения всякий раз, как только изменяющийся поток Ф оказывается равным целому числу квантов потока Ф0, т. е. период осцилляции равен кванту магн. потока. Рис. 2. Запись осцилляции тока, текущего в сверхпроводящем контуре с двумя параллельными контактами Джозефсона.

м. в контуре дополнительно возбуждают периодич. магн. поле модуляции. Возбуждаемое перем. поле имеет амплитуду ?Ф/2S. При наличии поля модуляции на контуре появляется перем. напряжение. Во внеш. поле Н частота перем. напряжения совпадает с частотой модуляции, а амплитуда пропорц. Н. Рис. 3. Схема сверхпроводящего магнитометра для измерения градиента магн.

поля (градиентометра). Измерит. блок С. м. выполняет ф-ции усиления переменной составляющей напряжения на контуре и выработки сигнала управления обратной связью, так что вся схема работает как нуль-индикатор. С. м. изготовляют также с источниками (генераторами) перем. тока частотой 107-109 Гц и с одним контактом Джозефсона в ЧЭ (рис.

3). Ток в ЧЭ возбуждается индуктивно посредством резонансного контура, настроенного на частоту генератора. Одновременно перем. ток низкой частоты (=103 Гц), протекающий через тот же контур, осуществляет модуляцию магн. поля в ЧЭ. Вольтамперная хар-ка ЧЭ нелинейна относительно магн. поля, к-рое пронизывает контур. Амплитуда НЧ-модуляции на частоте тока низкой частоты пропорц.

величине внеш. магн. поля. H ЧЭ внеш. поле подводится трансформатором магн. поля, к-рый состоит из приёмной петли и катушки, индуктивно связанной с ЧЭ (материалом для обмотки трансформатора служит сверхпроводящая проволока, передача потока происходит без потерь). В С. м. рассматриваемого типа трансформатор имеет две входные петли, включённые навстречу друг другу.