Файл: Слабкий Л.И. Методы и приборы предельных измерений в экспериментальной физике.pdf

Учитывая, что для простых ламповых гёнераторов 2 (b c p J d a )A a - = 10~2-1-10"3, то аналогично для спинового генератора можно написать

Одной из важных характеристик спинового генератора являет­ ся область его работы (область генерации) при данных средних

ции А/таким образом, чтобы амплитуда высокочастотного поля Я х

На рис. 25 [10] приведена схема спинового генератора с допол­ нительной модуляцией внешнего магнитного поля 8.

При модуляции внешнего поля частотой срр^Ѵтз усиление сиг­ нала можно вести не на основной частоте со, а на одной из комби­ национных (боковых) частот со±псор.

Схема генератора работает следующим образом. Кварцевый генератор модулирует внешнее магнитное поле при помощи катуш­ ки (сор). Одновременно сигнал частоты сор генератора подается на смеситель, где он смешивается с усиленным сигналом частоты со+сор от контура.

В генераторе с двумя скрещенными катушками необходимым условием нормаль­ ной работы (отсутствие паразитного самовозбуждения) является весьма тща­ тельное изготовление и настройка катушек, чтобы напряжение, индуктируе­ мое (в отсутствие образца) на «приемной» катушке со стороны «передающей»- катушки было не менее чем на 100— 120 дб слабее, чем в «передающей» катушке,. Это должно выполняться для полосы частот, перекрывающей -полосу пропу­ скания усилителя, что в принципе можно обеспечить постановкой на входе уси­ лителя узкополосных (например, кварцевых) фильтров, либо применением: специальных мостовых схем. Этот путь, однако, является довольно сложным..

119

Далее с выхода смесителя снимается сигнал На частоте со= со 0 — —у*Н и после усиления подается в качестве обратной связи на кон­ тур с образцом. Условием исключения паразитной генерации в такой схеме является соотношение cop>AcoCXeMbI. Установив­ шаяся частота колебаний в рассматриваемом случае равна

то есть влияние нестабильности опорной частоты сор на со ничтожно мало, поскольку QP>Q .

наименьшая полоса пропускания УВЧ-ІІ — 4 кгц, область генера­

§ 5. Сверхпроводящий измеритель поля на основе туннельного эффекта Джозефсона

Туннельный эффект Джозефсона [11—14], о котором пойдет речь ниже, может быть положен в основу при конструировании специальных сверхпроводящих магнитометрических приборов, в частности, измерителей поля, а также для целей генерации мик­ роволнового излучения (нестационарный эффект Джозефсона) и изучения свойств самих сверхпроводников.

Эффект Джозефсона состоит в том, что при наличии двухо весьма близко расположенных сверхпроводников (Дх~(10-=-20) А) про­ исходит перекрытие волновых функций «сверхпроводящих» элект­ ронов — электронных пар, которые, таким образом, могут свобод­ но (даже при нулевой разности потенциалов на барьере!) «перете­ кать» из одного сверхпроводника в другой, образуя сверхпроводя­ щий ток. Такой ток носит название джозефсоновского и, естест­ венно, отличается от тока при обычном туннельном эффекте, когда либо один из контактов, либо оба вместе не являются сверхпрово­ дящими.

Если разность потенциалов U на барьере (оба контакта — сверх­ проводники) отлична от нуля, то и в этом случае наблюдается ток Джозефсона, причем избыточная энергия, полученная сверх­ проводящими электронами за счет разности потенциалов и, излу­ чается в виде микроволнового излучения частоты ш:

iiha = 2qeV {п— 1,2, ...) , (3.65)

где п — число одновременно испускаемых такой «парой» фотонов. Этот эффект является обратимым в том смысле, что при падении на

120