Исследование симметричного и асимметричного dc-сквидов. Блинов Н.В - 7 стр.

UptoLike

Рубрика: 

13
При заданном внешнем потоке
e
Φ
ВАХ изменяется при изме-
нении
β
. ВАХ при 0
β
будет лежать ниже всех остальных ВАХ
при неизменном
e
Φ
, а при
β
выше всех остальных, так что все
остальные ВАХ при 0
β
и
будут лежать между ними. Как сле-
дует из рис. 3 и 4, сверхток минимален при
0
Φ
Φ
и
0
Φ
Φ
e
, равном 0,5.
Следовательно, поскольку ток смещения I = const, то при
0
Φ
Φ
и
50
0
,
e
=
Φ
Φ
будет максимальный квадратичный ток, т.е. будет макси-
мальным и напряжение на сквиде. На рис. 7 представлен типичный
вид вольтпотоковых характеристик dc-сквида при различных токах
смещения.
Как видно из рис. 7, чувствительность сквида
I
e
V
S
Φ
=
уменьшается при увеличении тока смещения. Оценку чувствитель-
ности можно произвести по приближенной формуле:
,
Ir
/
V
S
m
constI
00
2
2 Φ
=
Φ
=
(31)
где
2
R
r = динамическое сопротивление двух параллельно соеди-
ненных переходов. При 1
β
:
L
I
m
2
0
Φ
и
.
L
r
S (32)
Для
1
r
Ом,
9
10
L Гн , 1
V мкВ и
0
2
Φ
/мкВS .
14
Общие указания к выполнению работы
Данная лабораторная работа реализована в виде комплекса
программ, предназначенных для расчета вольтамперных, вольтпото-
ковых характеристик и чувствительности симметричного сквида при
различных значениях параметра
β
и тока смещения I. Дополни-
тельно, вольтамперные характеристики сквида могут быть рассчита-
ны при различных значениях внешнего магнитного потока
e
Φ
. В
работе используется следующий алгоритм расчета: численно реша-
ется система уравнений, моделирующая динамику симметричного
сквида во внешнем магнитном поле. Полученное решение позволяет
найти среднее (усреднение проводится по периоду джозефсоновских
осцилляций) напряжение на сквиде как функцию от величины внеш-
него магнитного потока, проходящего через сквид при различных
значениях тока смещения и параметра
β
. Чувствительность сквида
определяется как относительная глубина модуляции вольтпотоковой
характеристики (зависимость среднего напряжения на сквиде от
внешнего магнитного потока).
Все программы объединены в рамках одного командного фай-
ла и доступны через общее меню. Далее приведены общие указания
по использованию данного программного продукта.
1. Для разделения основания и мантиссы при вводе вещественных
чисел используйте знак «точка», например: «–1,23», «0,567» и
т.п.
2. Для набора значений параметра вводите список значений в одно
поле редактирования через пробел, например: «0,01 0,1 1».
3. Для указания пределов изменения параметра введите начальное
(меньшее) значение в левое поле редактирования, конечное
(большее) в правое поле.
4. Для изменения параметров алгоритма решения системы уравне-
ний ПТ-СКВИДа используйте диалог «Настройки», появляю-
щийся при нажатии кнопки «Настройки».
5. Для начала процесса счёта нажмите кнопку «Старт».
6. По мере выполнения вычислений на экран будет выводиться
информация о проценте готовности. Напряжение на выходе ПТ-
     При заданном внешнем потоке Φ e ВАХ изменяется при изме-                         Общие указания к выполнению работы
нении β . ВАХ при β → 0 будет лежать ниже всех остальных ВАХ                   Данная лабораторная работа реализована в виде комплекса
                                                                         программ, предназначенных для расчета вольтамперных, вольтпото-
при неизменном Φ e , а при β → ∞ выше всех остальных, так что все
                                                                         ковых характеристик и чувствительности симметричного сквида при
остальные ВАХ при β ≠ 0 и ∞ будут лежать между ними. Как сле-            различных значениях параметра β и тока смещения I. Дополни-
                                             Φ        Φe                 тельно, вольтамперные характеристики сквида могут быть рассчита-
дует из рис. 3 и 4, сверхток минимален при        и      , равном 0,5.
                                             Φ0       Φ0                 ны при различных значениях внешнего магнитного потока Φ e . В
                                                                Φ        работе используется следующий алгоритм расчета: численно реша-
Следовательно, поскольку ток смещения I = const, то при              и
                                                                Φ0       ется система уравнений, моделирующая динамику симметричного
                                                                         сквида во внешнем магнитном поле. Полученное решение позволяет
 Φe
    = 0 ,5 будет максимальный квадратичный ток, т.е. будет макси-        найти среднее (усреднение проводится по периоду джозефсоновских
 Φ0
                                                                         осцилляций) напряжение на сквиде как функцию от величины внеш-
мальным и напряжение на сквиде. На рис. 7 представлен типичный           него магнитного потока, проходящего через сквид при различных
вид вольтпотоковых характеристик dc-сквида при различных токах           значениях тока смещения и параметра β . Чувствительность сквида
смещения.
                                                                         определяется как относительная глубина модуляции вольтпотоковой
                                                         ∂V            характеристики (зависимость среднего напряжения на сквиде от
      Как видно из рис. 7, чувствительность сквида S =       
                                                         ∂Φ e  I       внешнего магнитного потока).
уменьшается при увеличении тока смещения. Оценку чувствитель-                  Все программы объединены в рамках одного командного фай-
ности можно произвести по приближенной формуле:                          ла и доступны через общее меню. Далее приведены общие указания
                        ∆V                2r∆I m                         по использованию данного программного продукта.
                   S≈         I = const =        ,         (31)          1. Для разделения основания и мантиссы при вводе вещественных
                       Φ0 / 2              Φ0
                                                                             чисел используйте знак «точка», например: «–1,23», «0,567» и
        R                                                                    т.п.
где r =    – динамическое сопротивление двух параллельно соеди-
        2                                                                2. Для набора значений параметра вводите список значений в одно
                                     Φ                                       поле редактирования через пробел, например: «0,01 0,1 1».
ненных переходов. При β = 1 : ∆ I m ≈ 0 и
                                     2L                                  3. Для указания пределов изменения параметра введите начальное
                                   r                                         (меньшее) значение в левое поле редактирования, конечное
                               S≈ .                        (32)              (большее) – в правое поле.
                                   L
                                                                         4. Для изменения параметров алгоритма решения системы уравне-
Для r ≈ 1 Ом, L ≈ 10−9 Гн , ∆V ≈ 1 мкВ и S ≈ 2 мкВ / Φ 0 .
                                                                             ний ПТ-СКВИДа используйте диалог «Настройки», появляю-
                                                                             щийся при нажатии кнопки «Настройки».
                                                                         5. Для начала процесса счёта нажмите кнопку «Старт».
                                                                         6. По мере выполнения вычислений на экран будет выводиться
                                                                             информация о проценте готовности. Напряжение на выходе ПТ-
                                13                                                                     14