超导量子干涉仪

✍ dations ◷ 2025-04-04 20:55:05 #量子力学,电磁学,度量仪器

超导量子干涉仪(英语:Superconducting QUantum Interference Device),为一种极高灵敏度的磁力计,可用以探测极小磁场;其工作原理是利用包含约瑟夫森结的超导线圈。

SQUIDs 可以探测 5 aT(5×10−18 T)大小的磁场。 有两种基本的 SQUID: 直流 和 射频. 射频 SQUID 只需要一个约瑟夫节, 虽然灵敏度较前者低,然生产成本更低。


直流 SQUID 有两个平行约瑟夫节组成一个超导线圈,其功能建立在 约瑟夫效应 的基础之上。首先,在没有外场的情况下,输入电流I被分成两路;其次,加上外场,产生感生电流Is,又称屏蔽电流,感生电流与原来两路电流方向一个相同一个相反融入,成为I/2+Is和I/2-Is;最后,当任何一路电流大小超越约瑟夫节的临界电流时,约瑟夫节两端就有了电压。

如果外加磁场流超过半个磁流元,SQUID 会与众不同得产生相反方向的感应电流来补上那小半个磁流元。原因有两点:一是超导线圈包含的磁流必须为整数倍的磁流元 ,二则产生感应电流屏蔽原来的大半个磁流元所花费的能量大于补上小半个磁流元所需的能量。显然,屏蔽电流在磁流为半整数倍的磁流元时会更改方向。所以临界电流会随着外加磁场而震荡. 如果输入电流总是大于临界电流,则 SQUID 总是处于电阻模式. 电压是外加磁场的函数,震荡周期是磁流元Φ0. 由于直流SQUID的电流-电压是特性曲线是滞后类型, 一个分流电阻R架设于节的两端来消除滞后回线, (对铜氧化物超导来说本身的节的电阻就够了). 屏蔽电流等于外加磁场流除以超导线圈自身的电感. 这样, ΔΦ 约等于 ΔV 的函数(磁流-电压转换) :

∆V = R ∆I

2I = 2 ∆Φ/L, 这里 L 超导线圈的自感

∆V = (R/L) ∆Φ

目前作为医学上核磁共振成像仪的新版本,增强其分辨率。另外作为地底石油与矿物的探勘侦测也在试验中,军事上有增强反潜机探测潜艇的能力,但还在理论阶段。

相关

  • 远东远东(英语:Far East),是西方国家所发明对亚洲使用的地理概念。以西欧为中心,东欧、东南欧、北非、安纳托利亚称为“近东”,东非、黎凡特、阿拉伯半岛、中亚一带称为“中东”,西伯利
  • 情感情感可以指:
  • 密教部密续(英语:Tantras),音译为“怛特罗”,佛教术语,它原是怛特罗密教教典的一类,后来被秘密大乘佛教采用,作为密宗经典的名称。印度教性力派的经典也叫怛特罗。怛特罗,原义为线、线的延
  • 一府六曹一府六曹(朝鲜语:1부 6조/1府6曺)是高丽和朝鲜王朝时期的官制。1894年,一府六曹制被朝鲜废除。
  • 韩国酒参数所指定的目标页面不存在,建议更正成存在页面或直接建立下列一个页面(建立前请先搜寻是否有合适的存在页面可以取代):汤饭馔韩国酒文化泛指韩国的酿酒、饮酒的文化。韩国的酒
  • 碉堡山战役邦克山战役(英语:Battle of Bunker Hill)或译碉堡山战役,亦称布里德山战役(Battle of Breed's Hill),是美国独立战争波士顿之围期间的一场军事冲突,发生于1775年6月17日查尔斯镇北部
  • 2014年7月逝世人物列表2014年7月逝世人物列表,是用于汇总2014年7月期间逝世人物的列表。
  • 托马斯·里德尔-韦伯斯特托马斯·谢里丹·里德尔-韦伯斯特(英语:Thomas Sheridan Riddell-Webster;1886年2月12日-1974年5月27日),是英国第二次世界大战时期的陆军辎重官,在建立滇缅公路的运输补给线上,发挥
  • 武文德武文德(越南语:Võ Văn Đức/.mw-parser-output .han-nom{font-family:"Nom Na Tong","Han-Nom Gothic","Han-Nom Ming","HAN NOM A","HAN NOM B","Ming-Lt-HKSCS-UNI-H","Mi
  • 李仁 (演员)李仁(韩语:이인,1984年6月14日-),韩国男演员。李仁早于1998年便透过电影《美丽的日子》作为童星出道。此外,他于2001年至2007年间并使用艺名李俊,直至2008年改为使用原名。