Моделирование сквид-магнитометра в виде СВЧ интегральной схемы

• Автор: Данилов, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРИНЦИП РАБОТЫ И СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СКВВДА
1.1. Одноконтактные ВТСП сквиды с сосредоточенными
резонансными элементами
1.2. Одноконтактные ВТСП сквиды с распределенными резонансными элементами
1.3. Шумы в одноконтактном сквиде
1.4. Описание элементов схемы одноконтактного сквида
1.5. Постановка задач диссертационного исследования
ГЛАВА 2. ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ ИМПЕДАНС ДЖОЗЕФСОНОВСКОГО ПЕРЕХОДА В СХЕМЕ СВЧ СКВИДА
2.1. Схема планарного СВЧ сквида
2.2. Сигнальная характеристика
2.3. Усредненный импеданс, вносимый петлей сквида в резонансный контур
2.4. Импеданс петли сквида при Фсс
2.5. Импеданса петли сквида при постоянном магнитном потоке смещения Ф0/2
2.6. Зависимость импеданса петли сквида от потока смещения
2.7. Интерполяция г3 и х3 на интервале 0 < х <
2.8. Импеданс, вносимый в контур петлей сквида
Выводы

ГЛАВА 3. ВОЛНОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ УЗКОЙ ЩЕЛЕВОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ НА ОСНОВЕ ПЛЕНКИ ВТСП
3.1. Квазистатический расчет погонных параметров узкой щелевой линии
3.2. Вклад сверхпроводящей пленки
3.3. Результаты моделирования
Выводы
ГЛАВА 4. СОБСТВЕННАЯ И ВЗАИМНАЯ ИНДУКТИВНОСТИ ОТВЕРСТИЙ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ПЛЕНКАХ
4.1. Напряженность магнитного поля в петле сквида
4.2. Взаимная индуктивность отверстий в параллельных сверхпроводящих пленках
4.3. Собственная индуктивность отверстия в сверхпроводящем экране
4.4. Результаты моделирования
Выводы
ГЛАВА 5 ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ СХЕМЫ МАГНИТОМЕТРА НА ОСНОВЕ
СВЧ СКВИДА
5.1. Модификации схем магнитометров
5.2. Выбор режима работы сквида
5.3. Модель представления петли сквида
5.4. Проектирование согласующего четырехполюсника
5.5. Экспериментальное исследование схемы согласования

Выводы
ГЛАВА 6. ПРЕДЕЛЬНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ СВЧ СКВИДА В ГИСТЕРЕЗИСННОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ
6.1. Собственные шумы измерительной схемы
6.2. Шумы в СВЧ сквиде
6.2.1. Шум джозефсоновского перехода
6.2.2. Шумы усилителя и передающих линий
6.2.3. Шум СВЧ генератора
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ГЛАВА 2. ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ИМПЕДАНС ДЖОЗЕФСОНОВСКОГО ПЕРЕХОДА В СХЕМЕ СВЧ СКВИДА
В настоящей главе изложен способ представления эквивалентных параметров джозефсоновского перехода в схеме одноконтактного сквида в гистерезисном режиме работы, позволяющий оптимизировать параметры СВЧ цепи.
Основным элементом эквивалентной схемы сквида является импеданс петли сквида, индуктивно связанный с резонансным контуром. При гистерезисном режиме работы сквида временная зависимость амплитуды напряжения на резонансном контуре представляет собой релаксационный процесс [55]. Однако, при условии ТР « т « Тт , где ТР - период накачки, т - время релаксации, Тт -время измерения, выходной сигнал является величиной, усредненной во времени. Поэтому, для нахождения отклика кольца с джо-зефсоновским контактом на постоянный магнитный поток при т « Тт релаксационный процесс можно исключить из рассмотрения. При этом эквивалентный импеданс петли сквида является функцией только постоянного внешнего магнитного потока. Такое представление позволяет значительно упростить расчет эквивалентной схемы и в частности может быть использовано для анализа и синтеза СВЧ сквида.
2.1. СХЕМА ПЛАНАРНОГО СВЧ СКВИДА
Прежде чем приступить к моделированию эквивалентных параметров джозефсоновского перехода необходимо дать описание схемы построения как измерительной установки, так и самого магнитометра на основе СВЧ сквида. При достижении баланса на основе магнитометров может быть скомбинирован градиометр. Принципи-