Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
-
Chantal GUNTHER : Maître de conférences GREYC (Groupe de Recherches en Informatique, Image, Automatique et Instrumentation de Caen) UMR 6072 CNRS, ENSICAEN (École nationale supérieure d'ingénieurs de Caen)
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Cet article est la nouvelle édition du texte rédigé par Daniel Bloyet et Chantal Gunther.
Les SQUID (de l'anglais Superconducting Quantum Interference Devices) sont des détecteurs supraconducteurs de flux magnétique extrêmement sensibles, dont les applications sont très variées : principalement mesures de faibles courants ou tensions, thermométrie, biomagnétisme, mesures de propriétés magnétiques, contrôle non destructif.
Ce sont des appareils dont la tête de mesure (le SQUID proprement dit) fonctionne à basse température, dans la plupart des cas à 4,2 K (température d'ébullition de l'hélium liquide à pression atmosphérique) ou jusqu'à 90 K grâce aux nouveaux matériaux supraconducteurs haute température découverts en 1986.
Leur principe de fonctionnement repose sur deux phénomènes : la quantification du flux magnétique à travers une boucle supraconductrice et l'effet Josephson. On trouvera dans les références bibliographiques d'excellentes descriptions du principe de fonctionnement des SQUID et de leurs applications. Le SQUID continu est actuellement le plus développé, qu'il soit à base de supraconducteur à basse ou haute température critique ; une présentation simplifiée en sera faite ici.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1985 par François DELAHAYE
- Version archivée 2 de juil. 1996 par Daniel BLOYET, Chantal GUNTHER
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Applications métrologiques des SQUID5. Mise en œuvre d'un SQUID continu
Comme il a été démontré au paragraphe , le SQUID est caractérisé par une excellente résolution énergétique intrinsèque. C'est, par ailleurs, un capteur naturel de flux magnétique dont les performances se dégradent à basse fréquence en raison des défauts technologiques apparaissant lors de la fabrication des jonctions Josephson. Nous allons, dans ce paragraphe, nous pencher sur sa mise en œuvre dans le cadre de mesures magnétiques quasi statiques, ce qui amènera à examiner les trois aspects suivants :
-
le couplage du SQUID au milieu extérieur ;
-
la réduction des effets du bruit excédentaire (1/f) à basse fréquence ;
-
le couplage du SQUID au système d'amplification à semi-conducteur.
5.1 Couplage du SQUID au milieu extérieur
L'expression relative à la résolution énergétique du SQUID continu montre qu'il est intéressant de diminuer la valeur de l'inductance L de l'anneau supraconducteur. Cependant, à une inductance
(SQUID de la société Conductus) correspond une surface de boucle de l'ordre de 10–9 m2 et une résolution en induction magnétique de l'ordre de
, ce qui est relativement peu performant
. Le magnétomètre à SQUID est donc muni d'un organe d'injection appelé « transformateur de flux », représenté en figure 11. Une telle configuration permet d'atteindre, en zone de bruit blanc, des sensibilités proches de
.
5.1.1 Principe du transformateur de flux
Le...
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Mise en œuvre d'un SQUID continu
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TESCHE (C.D.), CLARKE (J.) - dc SQUID : noise and optimization. - J. Low Temp. Phys., 29, p. 301 à 331 (1977).
-
(2) - TESCHE (C.D.), CLARKE (J.) - dc SQUID : current noise. - J. Low Temp. Phys., 37, p. 397 à 403 (1979).
-
(3) - Conductus a fermé la division « Instrument & Systems Division ». - Cette activité a été reprise par Tristan Technologies en 1997.
-
(4) - KETCHEN (M.B.), JAYCOX (J.M.) - Ultra-low noise tunnel junction dc SQUID with a tightly coupled planar input coil. - Appl. Phys. Lett., 40, p. 736 à 738 (1982).
-
(5) - JAYCOX (J.M.), KETCHEN (M.B.) - Planar coupling scheme for ultra noise dc SQUID's. - IEEE Trans. Mag., 17, p. 400 à 403 (1981).
-
(6) - KOELLE (D.), MIKLICH (A.H.), LUDWIG (F.), DANTSKER (E.), NEMETH (D.), CLARKE (J.) - DC...
ANNEXES
Superconducting Electronics. Edited by Harold Weinstock and Martin Nisenoff NATO ASI Series. Series F : Computer and Systems Sciences, Vol. 59 (1989).
Superconducting Devices. Edited by Steven T. Ruggiero and David A. Rudman. Academic Press, Inc., New York (1990).
The New Superconducting Electronics. Edited by Harold Weinstock and Richard W. Ralston. NATO ASI Series. Series E : Applied Sciences. Vol. 251 (1993).
Edited by John Clarke and Alex I. Braginski. SQUID Handbook – Vol. 1 Fundamentals and Technology of SQUID and SQUID Systems. Wiley-VCH, Berlin, Germany, 409 p. (2004).
Edited by John Clarke and Alex I. Braginski. SQUID Handbook – Vol 2 : Applications. Wiley-VCH, Berlin, Germany, 634 p. (2006).
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Tristan Technologies
STAR Cryoelectronics
Neocera Inc.
4-D Neuroimaging Inc.
http://www.4dneuroimaging.com/
CTF System Inc.
(liste non exhaustive)
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