Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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TT: Tiefe Temperaturen

TT 30: Superconductivity - Applications II : Levitation, SQUID-based Sensors, Devices

TT 30.2: Vortrag

Dienstag, 8. März 2005, 17:00–17:15, TU H104

Hochempfindliche und robuste SQUID-Stromsensoren für Tieftemperaturanwendungen — •Frank Ruede, Dietmar Drung, Jörn Beyer, Margret Peters, Cornelia Assmann und Thomas Schurig — Physikalisch Technische Bundesanstalt Institut Berlin

SQUID-basierte Stromsensoren sind praktisch konkurrenzlos für die Auslesung von niederohmigen Tieftemperaturdetektoren, z.B. supraleitende und magnetische Mikrokalorimeter. Kombiniert mit Feldaufnahmespulen sind SQUID-Stromsensoren wesentliche Komponenten in magnetischen Messsystemen für neue medizinisch-diagnostische Verfahren. In diesem Beitrag werden Stromsensoren präsentiert, die in der PTB für derartige Anwendungen entwickelt wurden. Diese Sensoren basieren auf einer Serienschaltung von gradiometrischen Nb-dc-SQUIDs. Die Eingangsspule der Stromsensoren ist über eine Transformatorschaltung an die SQUID-Serienschaltung angekoppelt. Dieses Sensorkonzept ermöglicht anpassbare Eingangsinduktivitäten zwischen 70 nH und 1.4 µH sowie eine minimierte Rückwirkung der SQUID-Ausleseelektronik auf die Eingangsbeschaltung der Sensoren. Eine hohe Stromempfindlichkeit bei gleichzeitiger Unempfindlichkeit gegenüber magnetischen Umgebungsstörungen wurde in den neuen Sensordesigns erzielt. Es werden Stromrauschwerte unter 1 pA/√Hz für Frequenzen oberhalb 10 Hz bei einer Sensor-Temperatur von 4.2 K erreicht. Mit einer neuen Hochgeschwindigkeits-Ausleseelektronik ist es möglich, die Stromsensoren mit einer Bandbreite von bis zu 20 MHz in einer Flussregelschleife zu betreiben. Es werden Entwurf, Eigenschaften und Einsatzbeispiele der Stromsensoren vorgestellt.