Микроквантовые измерительные преобразователи на основе эффекта Джозефсона

Берется сверхпроводниковый материал в виде тора. Внутри тора практически очень трудно изменять магнитное поле, но все-таки можно осуществить изменение на микроскопическую величину, измеряемую в Вб.

Поле изменяется скачком величина этого кванта измеряется в Вб.

Если этот тор разделить на 2 половинки и изолировать друг от друга непроводящим диэлектриком (пленкой окисла), то состояние сверхпроводимости останется и падение напряжения на диэлектрике будет нулевым до какой-то величины критического тока через этот диэлектрик.

При I_к появляется U≠0, в области диэлектрика наблюдается электромагнитное излучение, частота которого прямо пропорциональна этому излучению.

Внутри диэлектрика на электроны действует поле, которое приводит их в движение. Они возвращаются в исходное состояние, излучая излишнюю энергию.

Нестационарное явление Джозефсона

Через этот диэлектрик пропускаем ток, подходим к критическому значению тока I_к и начинаем менять магнитный поток перпендикулярно плоскости. Датчики такого типа называются СКВИДами. Можно собрать прибор на методе сравнения.

Магнитометр с использованием СКВИДа

Superconductive Interference Device

Источник постоянного тока ИПТ задает падение напряжения. Катушка компенсации запитывается двумя токами: с генератора и интегратора. Тор помещен в переменное поле, которое изменяется и усиливается, а затем подается в обратную связь.

Можно застабилизовать рабочую точку кольцом, I_к будет пропорционален изменению магнитного потока. Можно измерять индукцию 10^-18 ÷ 10^-12 Тл.