Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Ивет««м (т«м«вв«мв Ъцаа, -в-.1...') Ьь«свь«вчв маквчмв виксхма Рис. 45. устройства свяид««с мастикам«Дшеи««, ь Ъдесь Ф'-разность потенциалов между двумя сторонами контакта. Член ~ с векторным потенциалом А введен для того„чтобы удовлетворить требованию калибровочной Накаркав гносги Последнее уравнение представляет собой следствие того факта„что туннельный ток переносится парами электронов, находящимися вблизи поверхности Ферми, Анализ уравнений Джозефсона позволяет описать картину„вознн- На рис 4.5 показано устройство сканда с мостиком Двйсма, Мостик получают, делая прорези в тонкой пленке сверхпроводящсго материала, наносимой ка кварцевый цилиндр. Через мостик проходит всеь ток, цИржудврующий В КОЛЬЦЕ СКВИда„и Зта ОбпаетЬ НЕКОтОруЮ ЧВСть цИКЛЯ Теяеив невес езнцкененсний ичный иентаит Катте!нн еыеенече ненттев неве!ив н нвивнения Тена .4 Ъентвгяйнн катте!на еысемечнстетнате зеажененсниа ен'!ннт Снтнниъинн нн!Т!нин 6 Кевструн!о!и сквнлев с течечными кантнктнхнв.
А. Теренлелънь!В скв!!л, Е, Лнухдиречиый сивил. 3. ПрестсГ!!!!иа ол!!ел!нречный скина. работы датчика может находиться в пормвльиом ~не сверхпроводящем) состоянии Высокочастотное поле иа сканда создается спекинл!.иок КВТУШКОК, КВПРЯжЕНИЕ На КОтОРОй и ЯалЯСТСЯ ВЫХОДНЫМ НВПРижсииЕМ ;ьггчкк!!, Сквнды с мостйком Дайсма вспользовалнсь Во мйо! вх рви!!Нх ко!!Струкцнях магннтомстров, изГОтавлввдвх~$кхся для палсомагиктиых исследованнй, В ТО Время У!От тип сквндоа предпочитали сивилам с точечным контактом из-за недостаточной механической стабил!,!!Ости последнего, Слабым звсиом сверхпроводящего кольца в сквидах с точечным кон'!актом служит Область сОпрнкОснОвсиии заостренного циобвсвгнго винти с поверхностью дегали из Го!О жс материала.
Конструкпия простейшего сквкда мого типа писазана иа рис. 4.6,.8. Ч ах!!я простая конструкция была затем замсисиа двухдырочной (р!!с, 4.6.Ь), а йозже-торокдальной (рис. 46,А). Полость торокдальцого схвида можно рассматривать при этом как замкнутые друг нн друга цилиндрические по!!Ости лвухлырочного сквида. Сейчас Наиболее р!!спростракена тороидальиая конструкция Высокочастотных сквижв. В некоторых случаях, особенно дли торонлалькын схвилов, чувствительность прибора можно повысить, уме!!ьшив индуктивность датчика. По:!!Ому кольцо сквила из!Отавлква!От йе просто В Виде проволочйой пстли, а стараются сформировать достаточно длиниые цилиндр или тпроид с тем, чтобы по возможности свести индуктквность датчика к нцдуктнВ1$остй с!!мого кОнтакта. Важным обстоятельством, оарсдсля!Ощим выбор тс>й кглк иной конструкции датчика, Явится ! !рсш! Ола гаем ы й спОсОб егО сВЯзи с инс!Нйим ма! кит!!мы ш)током- И!!Огда сквнд использузот таким Обра!ОМ, что ИЗМЕРЯЕМЫМ ПОТОКОМ ЯВЛЯЕТСЯ ПОТОК, НЕПОСРЕДСТВСКНО ПРО- и!!Зывающий петлю датчика.
Однако чаща сквкд связывают с измсрнсмым магнитным полем посредством так Называемого траксформа!Ора потока. В зтом случае в отличие от предыдущего петля сквида ло:!жни быль достаточно хорошо зазкранирована от окружающих цо-зсй, а з! о достигается наилучшим образом прн торондальйой коко!-рукцйн, Устройство трансформаторов потока описано ниже.
Здесь мы тельно заь!Стйм, что Вынодиаи катушка датчйка должйа быть как можно более эффективно связана с его кольцом для лучшей передачи изменений !!ОТОКа н ПРИЕМИОй КатУШКЕ ТРВНСфОРМВТОРа Проблемы, возникающие из-за сжатия датчика прн охлаждении прибора до пизквх температур, решшотся путем выбора правильной ко!!струкцви. при симметричной конфигураций обычно иабя!Одас!- :и С!ест;!Точная стабнльность псрехола прв оои!сдовательных циклах онл'!ждс!!Ня датчика дО рабочей температуры и ОТОГреваннЯ дО КОм" йа гцОЙ, Л-'~Я Скаидоа С ГОЧЕЧНЫМ КОЕТВКТОМ Таяак СтабКЛЬНОСТЬ ДОСТН! ЯЕТСЯ С трудом.
поскольку для зго!.о необходимо, чтобы область перехода '"-'!шикой порядка !!Е А. где происходит тукнелнрование сверхпро- "":!нПШХ ЗЛСКтрс!!!ОВ, ОбЛадаЛН дОСтатОЧНОй МЕХанКЧЕСКОй ПРОЧНОСТЬЮ. ~ракт!!Чески во всех Обсуждавшихся выше аспектах оптимальной явля- Ч. П, ПВ1$$К1Р$1 1! З$$1$1$1$$11 ется тороидальная конструкция сканда, х$ зтои кокс.грукции слабое звено.
как правило, помещается в центр тороида. Существует несколько типов контактов и способов кх изготовления. С$ двух из нкх мы уже говорили — зто мостик и точечный котггикт. Обычно используют чистые к окислениые контакты. Опыт показывает, что если острие окисленного контакта покрыто толстой пленкой оксида ниобия. то его термосгабклькость улучптается. Иногда в качестве ".табилизирующего покрытия используют пленки из полупроводниковых материалов. По-видимому, наиболее надежны контакты, изготавливаемые с помощью современных тонкоплекочных тех$$ояогий. Разработаиь$ спепиильиь$е методы создания контактов Джозефсона путем последовательного напыления сверхпроводящих материалов к разделяющих дизяектрических или полупроводящих пленок. Часто в качестве подложки иля таких микросхем используют тонкую пластику кз кремния, на которую иапыляют также плоские проводккки и контакты для соеиикения с остальной частью датчики, например с объемной тороицалькой полостью.
Существенную трудность представляет создание надежного контакта между плоской и объемкой частями такой гибрмной конструкции, Известна„однако, технология, уже используемая прк изготовлении коммерческих сквидов, по которой пленки нацыляют прямо иа изолированную подложку из ниобия, 2.4. Электроника Блок-схема типичной электронной Сиетемы„ОбычкО ИСпольЗУЕМОЙ В ВЧ-сквидих, показана иа рис. 4.7 (см. также Гогяаса, %агп$с)$., 1967). Датчик возбуждается синусоидальным высокочастотным полем, имеющим амплитуду, достаточную ддя достижения критического тока.
Частота зтого поля (называемого часто полем накачки) обычно лежит в диапазоне 20-30 М1"ц. Поле накачки создают с помощью катушки, помс$Явсмой в полость сканда (рис 4.6). Применение Во входном каскаде прааусилителя, усиливающегО с!!г-, нилы от сканда, триизнстороа с низким уровнем шумов, имеющих оптимальные характеристики при входном сопротивлении и несколько килоом, требует согласования с малым (порядка 1 Ом) импедансом сканда.
Для такого согласования обычно используют резонансный контуР, кндуктивиостью которого служит катушка, создающая поле накачки. Добротность контура В соответствии с известным соотношением должна быть равна квадратному корню из отноще$$ня Входного сопротивления предусилителя к импедансу сканда. При правильно выбранной амплитуде поля накачки ток в сквиде превосходит критическое значение дважды в течение каждого периода, приводя к проникновению магнитного потока а кольцо сканда, что $$ свою очередь индуцирует соответствующую 3ДС в Высокочастотной катушке, Детали процесса прокикковения потока в кольцо сквкда$ !В$ Яатчик магн$$томет$$а ! !.
' 61!Ох "с1ыз$$$ ъ,'1С11трюи$$$$$1 снстсм$4 р1ГИСТ$$1$1$ии си!Ни:!1ъи 11исОкОч$$стотии1о схви$$а. Ч1$сть систем!.1, очсрч1Ч1и1!1$11у11$1тиром. В1!коли 1си при тс$$$1ерхтур11 11;11.1к1$го тсли$$. опредсля$отся характеристиками КО!!такта. В Особенности точным видом с1111.1 ко$ИС$$ия МЕжду ТОКОМ Через слабОЕ ЗВЕИО и раз$ЮСТЬЮ фаз ВОЛНОВЬ$Х 1$!У$1кц$$й куперовских пар по разные стороны слабого звена. Существусг, о,*$11ико.
простая качествеш$ая модель тико! О процесса, хоро!1!0 опис1,$В1!ю$$$ии большинство $$ибл$О$$аемь$х при атом явлений (%Жег, Ъпт11$С$тп$$п. 1967). В зтой модели пред$$ода$ается, что сквид полностью с1$хтозкр$$$!крова!!и, пока ток через слабое заско ие превосходит кри1и !еского значения, Когда же ток становится больше критического по ;11!СО:11$г1$$ОЙ ВЕЛИЧИНЕ, киа$$Т ПОТОКа ЛИбО ПрОИИКИЕт В КОЛЫ!О„ЛИбО 1$11ход$$$ из цсго в зависимости от того. увеличивис вся нли уменыпастся 1111с$$$11сс ма$$$итнос поле. Проиикиоиеиис илк выход киа$$7$$ потока ьч111РОВОЖЛ$$ется Возбуждением импульсов напряжения В контуре, св$$- 3'1$1$И$м со сквидом, Ф$$З$! Всех ззих событий (достижение $оком кри- 1$1ЧССКОГО ЗиаЧЕНИя, Икод ИЛИ ВЫХОД КВП$ти ПОтака, ВОЗ$$ик$$ОВС$$ИЕ импульсои напряжения В ко!!туре) по отиоше$$И$О к Фазе поля накачки 111рсттсляется величиной постояивой составляющей Ф магнитного па11$к11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
