JPH05164827A - Squid磁束計 - Google Patents
Squid磁束計Info
- Publication number
- JPH05164827A JPH05164827A JP3351566A JP35156691A JPH05164827A JP H05164827 A JPH05164827 A JP H05164827A JP 3351566 A JP3351566 A JP 3351566A JP 35156691 A JP35156691 A JP 35156691A JP H05164827 A JPH05164827 A JP H05164827A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- squid
- detection coil
- capacitor
- signal line
- high frequency
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で高周波ノイズによるSQUID
素子の特性変化を防止し、SQUID素子の出力におけ
るノイズを低減する。 【構成】 検出コイル10とSQUID素子30との間
を接続する超伝導ワイヤ12aに貫通コンデンサ11を
設け、この貫通コンデンサ11の外側の導体を接地する
ことにより、検出コイル10を経由して入ってきた高周
波ノイズに対応する電流をグランドへ流し、SQUID
素子30への高周波ノイズの侵入を防止する。
素子の特性変化を防止し、SQUID素子の出力におけ
るノイズを低減する。 【構成】 検出コイル10とSQUID素子30との間
を接続する超伝導ワイヤ12aに貫通コンデンサ11を
設け、この貫通コンデンサ11の外側の導体を接地する
ことにより、検出コイル10を経由して入ってきた高周
波ノイズに対応する電流をグランドへ流し、SQUID
素子30への高周波ノイズの侵入を防止する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微弱な磁界の計測に用
いられるSQUID(Superconducting Quantum Interf
erenceDevice)磁束計に関する。
いられるSQUID(Superconducting Quantum Interf
erenceDevice)磁束計に関する。
【0002】
【従来の技術】SQUID磁束計は、ジョセフソン接合
部を設けた超伝導物質のリング(以下「SQUIDリン
グ」という)を磁束が磁束量子の単位で出入りするとい
う性質を利用して磁界の強さを計測するものであり、主
に医療等の分野において微弱な磁界の計測に使われ始め
ている。SQUID磁束計では、通常、図4に示すよう
に外部磁界を検出するための検出コイル10を設け、こ
の検出コイル10を介して外部磁界をSQUIDリング
に供給している。このような検出コイルとしては、強化
プラスチック等で作られた芯に超伝導ワイヤを巻き付け
たワイヤ型ピックアップコイルや、薄膜作製技術を用い
て作製したフィルム型ピックアップコイルがある。
部を設けた超伝導物質のリング(以下「SQUIDリン
グ」という)を磁束が磁束量子の単位で出入りするとい
う性質を利用して磁界の強さを計測するものであり、主
に医療等の分野において微弱な磁界の計測に使われ始め
ている。SQUID磁束計では、通常、図4に示すよう
に外部磁界を検出するための検出コイル10を設け、こ
の検出コイル10を介して外部磁界をSQUIDリング
に供給している。このような検出コイルとしては、強化
プラスチック等で作られた芯に超伝導ワイヤを巻き付け
たワイヤ型ピックアップコイルや、薄膜作製技術を用い
て作製したフィルム型ピックアップコイルがある。
【0003】図5に、SQUID磁束計の一例として、
二つのジョセフソン接合部を有するSQUIDリングを
用いて構成したdc.SQUID磁束計の回路構成を示
す。このSQUID磁束計では、外部磁界は検出コイル
10によって検出され、入力コイル32によりSQUI
Dリング35に供給される。また、SQUIDリング3
5には直流電流源41よりバイアス電流も供給される。
SQUIDリング35の接合部に現われる電圧は、交流
増幅器44により増幅され、位相検波器45において交
流発振器47から変調コイル33に印加される交流磁束
の位相と比較される。そして位相検波器45は、この比
較結果に基づき、SQUIDの動作点がピーク点となる
ように帰還電流を変調コイル33に与える。この電流値
は外部磁界の基準点(磁束量子の整数倍に相当する磁
界)からの偏差の関数であり、これが抵抗48により電
圧に変換される。なお、図4に示したように、SQUI
Dリング35は、入力コイル32及び変調コイル33と
ともにSQUID素子30としてチップ化されている。
二つのジョセフソン接合部を有するSQUIDリングを
用いて構成したdc.SQUID磁束計の回路構成を示
す。このSQUID磁束計では、外部磁界は検出コイル
10によって検出され、入力コイル32によりSQUI
Dリング35に供給される。また、SQUIDリング3
5には直流電流源41よりバイアス電流も供給される。
SQUIDリング35の接合部に現われる電圧は、交流
増幅器44により増幅され、位相検波器45において交
流発振器47から変調コイル33に印加される交流磁束
の位相と比較される。そして位相検波器45は、この比
較結果に基づき、SQUIDの動作点がピーク点となる
ように帰還電流を変調コイル33に与える。この電流値
は外部磁界の基準点(磁束量子の整数倍に相当する磁
界)からの偏差の関数であり、これが抵抗48により電
圧に変換される。なお、図4に示したように、SQUI
Dリング35は、入力コイル32及び変調コイル33と
ともにSQUID素子30としてチップ化されている。
【0004】ところで、SQUID磁束計は微弱な磁界
の計測に用いられる極めて感度の高い磁束計であり、種
々の原因によって発生した高周波ノイズが上記検出コイ
ルを経由して侵入し、測定に影響を与えることがある。
すなわち、高周波ノイズは、その周波数・強度によって
はSQUID素子の入出力特性を著しく変化させ、SQ
UID素子の出力におけるノイズを増加させることが知
られている。これに対し、従来は、高周波ノイズの発生
源となる測定用のデジタル機器等を電磁シールドボック
スへ格納したり、磁気シールドルームでSQUIDを動
作させたりすることによって対応していた。今後、SQ
UID磁束計が医療等の分野で本格的に普及すると、高
周波ノイズに関しては必ずしも良好とはいえない環境で
の使用(例えば病院等での使用)が考えられるので、こ
のような高周波ノイズに対する対策が特に重要になる。
の計測に用いられる極めて感度の高い磁束計であり、種
々の原因によって発生した高周波ノイズが上記検出コイ
ルを経由して侵入し、測定に影響を与えることがある。
すなわち、高周波ノイズは、その周波数・強度によって
はSQUID素子の入出力特性を著しく変化させ、SQ
UID素子の出力におけるノイズを増加させることが知
られている。これに対し、従来は、高周波ノイズの発生
源となる測定用のデジタル機器等を電磁シールドボック
スへ格納したり、磁気シールドルームでSQUIDを動
作させたりすることによって対応していた。今後、SQ
UID磁束計が医療等の分野で本格的に普及すると、高
周波ノイズに関しては必ずしも良好とはいえない環境で
の使用(例えば病院等での使用)が考えられるので、こ
のような高周波ノイズに対する対策が特に重要になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の対
策によると測定に費用・労力を要し、また、高周波ノイ
ズは測定機器以外からも発生し普遍的に存在するもので
あるので、測定感度の極めて高いSQUID磁束計にお
いては、従来の対策だけで高周波ノイズによるSQUI
D素子の特性変化を十分に防止することができなかっ
た。
策によると測定に費用・労力を要し、また、高周波ノイ
ズは測定機器以外からも発生し普遍的に存在するもので
あるので、測定感度の極めて高いSQUID磁束計にお
いては、従来の対策だけで高周波ノイズによるSQUI
D素子の特性変化を十分に防止することができなかっ
た。
【0006】そこで本発明では、簡単な構成で高周波ノ
イズによるSQUID素子の特性変化を防止し、SQU
ID素子の出力におけるノイズを低減したSQUID磁
束計を提供することを目的とする。
イズによるSQUID素子の特性変化を防止し、SQU
ID素子の出力におけるノイズを低減したSQUID磁
束計を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明では、ジョセフソン接合部を設けた超伝導物質の
リングを用いて構成されるSQUID素子と、外部磁界
を検出する検出コイルと、該検出コイルを前記SQUI
D素子に接続する超伝導の信号線とを有し、前記検出コ
イル及び該信号線を介して前記SQUID素子に外部磁
界を供給するSQUID磁束計において、接地された導
体を前記超伝導の信号線の近傍に設けることにより、前
記超伝導の信号線とグランドとの間にコンデンサを形成
している。
本発明では、ジョセフソン接合部を設けた超伝導物質の
リングを用いて構成されるSQUID素子と、外部磁界
を検出する検出コイルと、該検出コイルを前記SQUI
D素子に接続する超伝導の信号線とを有し、前記検出コ
イル及び該信号線を介して前記SQUID素子に外部磁
界を供給するSQUID磁束計において、接地された導
体を前記超伝導の信号線の近傍に設けることにより、前
記超伝導の信号線とグランドとの間にコンデンサを形成
している。
【0008】
【作用】検出コイルで検出された高周波ノイズに対応す
る電流は、接地された導体を超伝導の信号線の近傍に設
けることによって形成されたコンデンサを通ってグラン
ドへ流れ、これにより、検出コイルを経由してSQUI
D素子へ侵入する高周波ノイズが低減される。この結
果、SQUID素子の入出力特性の変化に起因する、S
QUID出力におけるノイズの増加が抑えられる。
る電流は、接地された導体を超伝導の信号線の近傍に設
けることによって形成されたコンデンサを通ってグラン
ドへ流れ、これにより、検出コイルを経由してSQUI
D素子へ侵入する高周波ノイズが低減される。この結
果、SQUID素子の入出力特性の変化に起因する、S
QUID出力におけるノイズの増加が抑えられる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例に
ついて説明する。本実施例のSQUID磁束計全体の構
成は、図4及び図5に示した前述の従来例と同様であ
る。本実施例の特徴は、検出コイル10をSQUID素
子30に接続する超伝導の信号線とグランドとの間に形
成すべきコンデンサとして貫通コンデンサを設けている
点にあるので、以下、この貫通コンデンサを中心に説明
する。
ついて説明する。本実施例のSQUID磁束計全体の構
成は、図4及び図5に示した前述の従来例と同様であ
る。本実施例の特徴は、検出コイル10をSQUID素
子30に接続する超伝導の信号線とグランドとの間に形
成すべきコンデンサとして貫通コンデンサを設けている
点にあるので、以下、この貫通コンデンサを中心に説明
する。
【0010】図1は、本実施例のSQUID磁束計にお
ける検出コイルの部分を示す斜視図である。この検出コ
イルは、機能面からいえば一次微分型に属し、検出コイ
ルとしては一般的なものである。また、構造面からいえ
ばワイヤ型に属し、図1に示すように、強化プラスチッ
ク等で作られた芯に超伝導ワイヤ12c、12dを巻き
付けて検出コイルを形成している。ここで、超伝導ワイ
ヤ12cと12dを互いに逆方向に巻き付けており、こ
れによって一次微分型ピックアップコイルとしての機能
を実現している。この検出コイルは超伝導ワイヤ12a
及び12bによってSQUID素子30の入力コイル3
2に接続される。本実施例では、超伝導ワイヤ12aに
貫通コンデンサ11を設けている。
ける検出コイルの部分を示す斜視図である。この検出コ
イルは、機能面からいえば一次微分型に属し、検出コイ
ルとしては一般的なものである。また、構造面からいえ
ばワイヤ型に属し、図1に示すように、強化プラスチッ
ク等で作られた芯に超伝導ワイヤ12c、12dを巻き
付けて検出コイルを形成している。ここで、超伝導ワイ
ヤ12cと12dを互いに逆方向に巻き付けており、こ
れによって一次微分型ピックアップコイルとしての機能
を実現している。この検出コイルは超伝導ワイヤ12a
及び12bによってSQUID素子30の入力コイル3
2に接続される。本実施例では、超伝導ワイヤ12aに
貫通コンデンサ11を設けている。
【0011】貫通コンデンサ11は、図3(a)に示す
ように、超伝導材料で作られた信号線11aを間隙11
cを設けて導体11bで取り囲んだ構成となっており、
その導体11bは接地されている。ここで、この信号線
11aと接地された導体11bとの間隙11cは、空気
又は適当な誘電体材料で形成されている。図1に示すよ
うに、この貫通コンデンサ11の信号線の一端は前記検
出コイル10を構成する超伝導ワイヤ12cに接続さ
れ、他端はSQUID素子30につながる超伝導ワイヤ
12aに接続されている。SQUID素子30を正しく
動作させるためには、検出コイル10から入力コイル3
2までの信号線をすべて超伝導体で構成する必要がある
が、この要求を満足させるため本実施例では、前記のよ
うに貫通コンデンサ11の信号線部分11aを超伝導材
料で作製している。
ように、超伝導材料で作られた信号線11aを間隙11
cを設けて導体11bで取り囲んだ構成となっており、
その導体11bは接地されている。ここで、この信号線
11aと接地された導体11bとの間隙11cは、空気
又は適当な誘電体材料で形成されている。図1に示すよ
うに、この貫通コンデンサ11の信号線の一端は前記検
出コイル10を構成する超伝導ワイヤ12cに接続さ
れ、他端はSQUID素子30につながる超伝導ワイヤ
12aに接続されている。SQUID素子30を正しく
動作させるためには、検出コイル10から入力コイル3
2までの信号線をすべて超伝導体で構成する必要がある
が、この要求を満足させるため本実施例では、前記のよ
うに貫通コンデンサ11の信号線部分11aを超伝導材
料で作製している。
【0012】貫通コンデンサ11の信号線を取り囲む前
記導体11bの接地は、図2に示すように、円筒状の導
電性カバー13を介して行なう。ここで、図2(a)は
カバー13を取り付けた検出コイル部の側面図であり
(ただし、カバー13については縦断面を示す)、図2
(b)はその前面図である。本実施例では、このような
カバー13を導電性材料で作製し、貫通コンデンサの外
側の導体(信号線を取り囲む導体)11bと接するよう
に取り付けて電気的に接続し、そのカバー13を外部の
グランドに接続する。SQUID磁束計によっては超伝
導ワイヤの断線防止等のための保護用カバーが検出コイ
ル部に設けられている場合があるが、その場合には、保
護用カバーを貫通コンデンサの外側導体11bを接地す
るための手段としても利用できるように構成すればよ
い。
記導体11bの接地は、図2に示すように、円筒状の導
電性カバー13を介して行なう。ここで、図2(a)は
カバー13を取り付けた検出コイル部の側面図であり
(ただし、カバー13については縦断面を示す)、図2
(b)はその前面図である。本実施例では、このような
カバー13を導電性材料で作製し、貫通コンデンサの外
側の導体(信号線を取り囲む導体)11bと接するよう
に取り付けて電気的に接続し、そのカバー13を外部の
グランドに接続する。SQUID磁束計によっては超伝
導ワイヤの断線防止等のための保護用カバーが検出コイ
ル部に設けられている場合があるが、その場合には、保
護用カバーを貫通コンデンサの外側導体11bを接地す
るための手段としても利用できるように構成すればよ
い。
【0013】以上のようにして貫通コンデンサ11を設
けると、検出コイル10において測定対象の磁界の他に
高周波ノイズを検出したとしても、その高周波ノイズに
対応する電流は貫通コンデンサ11を介してグランドに
流れるので、SQUID素子30への高周波ノイズの侵
入が防止される。したがって、高周波ノイズによるSQ
UID素子30の特性変化を防止し、SQUID素子3
0の出力におけるノイズを低減することができる。
けると、検出コイル10において測定対象の磁界の他に
高周波ノイズを検出したとしても、その高周波ノイズに
対応する電流は貫通コンデンサ11を介してグランドに
流れるので、SQUID素子30への高周波ノイズの侵
入が防止される。したがって、高周波ノイズによるSQ
UID素子30の特性変化を防止し、SQUID素子3
0の出力におけるノイズを低減することができる。
【0014】上記実施例では貫通コンデンサの外側導体
11bをカバー13を介して接地していたが、接地の手
段はこれに限るものではなく、貫通コンデンサの外側導
体11bを接地するためのグランドラインの配線を別途
行なう等、確実に接地できるものであれば他の手段であ
ってもよい。また、上記実施例では検出コイル10とS
QUID素子30との間を接続する超伝導ワイヤ12
a、12bのうちの一方の超伝導ワイヤ12aに貫通コ
ンデンサを設けていたが、超伝導ワイヤ12a及び12
bの双方に貫通コンデンサを設けてもよい。なお、検出
コイル10をSQUID素子30に接続する超伝導の信
号線(超伝導ワイヤ)とグランドとの間に形成すべきコ
ンデンサは、上記実施例で用いた貫通コンデンサに限定
されるものではなく、例えば図3(b)に示すように、
接地された平板導体21bを間隙21cを設けて平板状
の超伝導信号線21aと対向させた構造の平行平板コン
デンサであってもよい。
11bをカバー13を介して接地していたが、接地の手
段はこれに限るものではなく、貫通コンデンサの外側導
体11bを接地するためのグランドラインの配線を別途
行なう等、確実に接地できるものであれば他の手段であ
ってもよい。また、上記実施例では検出コイル10とS
QUID素子30との間を接続する超伝導ワイヤ12
a、12bのうちの一方の超伝導ワイヤ12aに貫通コ
ンデンサを設けていたが、超伝導ワイヤ12a及び12
bの双方に貫通コンデンサを設けてもよい。なお、検出
コイル10をSQUID素子30に接続する超伝導の信
号線(超伝導ワイヤ)とグランドとの間に形成すべきコ
ンデンサは、上記実施例で用いた貫通コンデンサに限定
されるものではなく、例えば図3(b)に示すように、
接地された平板導体21bを間隙21cを設けて平板状
の超伝導信号線21aと対向させた構造の平行平板コン
デンサであってもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のSQUID
磁束計によれば、検出コイルを経由してSQUID素子
に侵入する高周波ノイズが低減されるため、SQUID
素子の入出力特性の変化に起因する、SQUID素子の
出力におけるノイズの増加を抑えることができる。ま
た、高周波ノイズが多い環境下においてもSQUID素
子の特性が変化しにくいため、従来に比べ簡単な構成の
電磁シールドルーム内でSQUID素子を動作させて磁
界の測定を行なうことができる。
磁束計によれば、検出コイルを経由してSQUID素子
に侵入する高周波ノイズが低減されるため、SQUID
素子の入出力特性の変化に起因する、SQUID素子の
出力におけるノイズの増加を抑えることができる。ま
た、高周波ノイズが多い環境下においてもSQUID素
子の特性が変化しにくいため、従来に比べ簡単な構成の
電磁シールドルーム内でSQUID素子を動作させて磁
界の測定を行なうことができる。
【図1】 本発明の一実施例であるSQUID磁束計に
おける検出コイルの部分を示す斜視図。
おける検出コイルの部分を示す斜視図。
【図2】 前記SQUID磁束計においてカバーを取り
付けた検出コイル部分の側面及び前面を示す図。
付けた検出コイル部分の側面及び前面を示す図。
【図3】 前記SQUID磁束計において検出コイルを
SQUID素子に接続する超伝導の信号線とグランドと
の間に形成されるコンデンサの構造を示す図。
SQUID素子に接続する超伝導の信号線とグランドと
の間に形成されるコンデンサの構造を示す図。
【図4】 検出コイルが接続されたSQUID素子を示
す図。
す図。
【図5】 SQUID磁束計の一例であるdc.SQU
ID磁束計の回路構成を示す図。
ID磁束計の回路構成を示す図。
10 …検出コイル 11 …貫通コンデンサ 11a…貫通コンデンサの信号線部分 11b…貫通コンデンサの外側導体 11c…貫通コンデンサの間隙部分 12 …超伝導ワイヤ 13 …カバー 30 …SQUID素子 35 …SQUIDリング
Claims (1)
- 【請求項1】 ジョセフソン接合部を設けた超伝導物質
のリングを用いて構成されるSQUID素子と、外部磁
界を検出する検出コイルと、該検出コイルを前記SQU
ID素子に接続する超伝導の信号線とを有し、前記検出
コイル及び該信号線を介して前記SQUID素子に外部
磁界を供給するSQUID磁束計において、 接地された導体を前記超伝導の信号線の近傍に設けるこ
とにより、前記超伝導の信号線とグランドとの間にコン
デンサを形成したことを特徴とするSQUID磁束計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3351566A JPH05164827A (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Squid磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3351566A JPH05164827A (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Squid磁束計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05164827A true JPH05164827A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=18418147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3351566A Pending JPH05164827A (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Squid磁束計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05164827A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005076039A1 (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ビーム測定装置およびこれを用いたビーム測定方法 |
WO2009041343A1 (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-02 | Japan Oil, Gas And Metals National Corporation | 電磁探査装置および電磁探査方法 |
-
1991
- 1991-12-12 JP JP3351566A patent/JPH05164827A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005076039A1 (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ビーム測定装置およびこれを用いたビーム測定方法 |
US7535220B2 (en) | 2004-02-10 | 2009-05-19 | Panasonic Corporation | Beam measuring equipment and beam measuring method using the same |
TWI395250B (zh) * | 2004-02-10 | 2013-05-01 | Panasonic Corp | Beam measuring device, beam measuring method, beam control method and beam irradiation method |
WO2009041343A1 (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-02 | Japan Oil, Gas And Metals National Corporation | 電磁探査装置および電磁探査方法 |
AU2008305096B2 (en) * | 2007-09-25 | 2011-06-09 | Japan Oil, Gas And Metals National Corporation | Electromagnetic prospecting apparatus and electromagnetic prospecting method |
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