Читать «Большая Советская Энциклопедия (СВ)» онлайн - страница 100

  На рис. 1 приведена схема С. м., ЧЭ которого содержит два идентичных контакта Джозефсона, включенных параллельно в цепь источника постоянного тока. Ток, разрушающий сверхпроводимость в ЧЭ (I^k_c), зависит от электрических характеристик контактов и величины магнитного потока Ф, пронизывающего контур:

  I^k_c = 2I_c |cos p Ф/Ф_о|,

  где Ф_о = 2×10^-7 гс см² — квант магнитного потока (магнитный поток через сверхпроводящий контур квантуется, см. ), I_c — ток разрушения сверхпроводимости каждого из контактов () — должен быть мал (I_c ~ Ф_о/L, где L — индуктивность контура). С изменением потока Ф ток I^k_c в контуре испытывает осцилляции (рис. 2). Ток /^к_с достигает максимального значения всякий раз, как только изменяющийся поток Ф оказывается равным целому числу квантов потока Ф_о, т. е. период осцилляций равен кванту магнитного потока. Если через ЧЭ протекает постоянный ток ~I^k_c, то электрическое напряжение на контуре также периодически зависит от Ф. По числу осцилляций можно определить Ф, а зная площадь S сверхпроводящего контура, найти напряжённость Н исследуемого магнитного поля (Н = Ф/S). Обычно для повышения надёжности работы С. м. в контуре дополнительно возбуждают периодическое магнитное поле модуляции. Возбуждаемое переменное поле имеет амплитуду £Ф_о/2S. При наличии поля модуляции на контуре появляется переменное напряжение, фаза которого изменяется прямо пропорционально внешнему полю Н. Измерительный блок С. м. выполняет функции усиления переменной составляющей напряжения на контуре и выделения изменения фазы. На выходе измерительного блока получают сигнал, пропорциональный изменению фазы, а следовательно, значению Н.

  С. м. изготовляют также с источниками (генераторами) переменного 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 переменный ток низкой частоты (~10³ гц), протекающий через тот же контур, осуществляет модуляцию магнитного поля в ЧЭ. Вольтамперная характеристика ЧЭ нелинейна относительно магнитного поля, которое пронизывает контур. Поэтому фаза низкочастотной модуляции изменяется в зависимости от величины внешнего (исследуемого) магнитного поля. К ЧЭ внешнее поле подводится трансформатором магнитного поля, который 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, включенные навстречу друг другу. При таком включении петель ЧЭ реагирует на градиент поля и является градиентометром. Измерительный блок С. м. осуществляет усиление модулированного высокочастотного сигнала и его детектирование. В результате выделяется сигнал низкой частоты, фаза которого пропорциональна измеряемому градиенту поля.