大出力ミリ波パルス発生のためのレーザ・トリガー超伝導薄膜スイッチの開発

开发用于高功率毫米波脉冲产生的激光触发超导薄膜开关

• 批准号: 62850012
• 负责人: 南 一男
• 金额: $ 5.12万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 1988
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-62850012/
• 关键词: 超伝導薄膜; ミリ波; YAGレーザー; 高温超伝導体; 高周波超伝導; スイッチング

本研究の目的は、BPB(BaPb,_<1-x>Bi,xO_3,Tc=13K)またはYBCO(YBa,2Cu,_3O_<7-x>,Tc=90K)の超伝導半金属多結晶薄膜にYAGレーザー光パルス(波長1.06μm、出力40MW、時間幅10nsec)を照射し、大出力ミリ波(23GHz)のスイッチング方式を開発することである。昨年度のYAGレーザー発振器の整備等の結果をふまえて、最終年度の本年度には次のような結果が得られた。1.YBCOバルク試料を作製し、これを共振周波数2.86GHz、TE_<011>モードの銅空洞内に設置し、温度77K以下に冷却した。過渡応答法で空洞のQ値を測定し数値計算によって試料の高周波電気伝導度を導出した。約80Kを境にして高周波超伝導が確認され、その温度特性を調べた。この結果は世界で最初のものと考えて公表した。2.YBCOバルク材料で共振周波数23.59GHz、TE_<011>モードのミリ波空洞を製作し、77Kに冷却しQ値の測定を行なった。今までのところ、1.1×10^5の無負荷Q値が得られている。この値は過去の報告例よりも10倍以上大きい。試料がもろいこと、データにばらつきがある点を現在改良中であり、公表準備中である。3.BPB薄膜を共振周波数2.84GHz、TE_<111>モードの銅空洞中に装荷し13K以下に冷却した。試料に電流パルスを加えることにより急激な常伝導転移を行なわせ空洞からのマイクロ波パルスの取り出しを行った。空洞のQ値が低かったのでパルス電力利得は1.2に止ったが応答時間が30n秒と短かい良好なスイッチングが行なえた。空洞のQ値を上げれば実用に近づく見通しを得た。4.最終目標であるYAGレーザー光パルス照射によるYBCO厚膜のマイクロ波スイッチングの実験を行なった。膜厚が100μmと厚いものであったためマイクロ波透過率の変化は定性的にしか検出できなかったが、電気伝導度の変化は測定出来た。現在誘導ノイズの減少に努力中でデータの質を向上させ公表したい。

Purpose this study の は, BPB (BaPb, _ < 1 - x > Bi, xO_3, Tc = 13 k) ま た は YBCO (YBa, 2 cu, _3O_ 7 < x >, Tc = 90 k) の super 伝 guide semimetal に YAG crystal film more レ ー ザ ー light パ ル ス (wavelength of 1.06 microns, 40 mw of output, time of 10 nse c)を irradiating <s:1> and high-force <s:1> リ waves (23GHz) を ス ッチ ッチ グ グ グ とである. Yesterday's annual の YAG レ ー ザ ー 発 oscillator の servicing etc. の results を ふ ま え て, final annual の this year に は time の よ う な results ら が れ た. 1. YBCO バ ル ク sample を as し, こ れ を resonance frequency of 2.86 GHz, TE_ < 011 > モ ー ド の copper hollow し に set inside, temperature below 77 k に cooling し た. Transition 応 answer method で cavity <s:1> Q value を determination <s:1> value calculation によって test material <s:1> high-frequency electrical conductivity 伝 を derivation た About 80 k を condition に し て high Zhou Bochao 伝 guide が confirm さ れ, そ の temperature characteristic を adjustable べ た. The results of the <s:1> た are that the で world で initially と と と is examined in the えて public table た た. 2. YBCO バ ル ク material で resonance frequency of 23.59 GHz, TE_ < 011 > モ ー ド の ミ リ wave hollow を し making, 77 k on cooling し に Q numerical の line measurement を な っ た. Today, まで と と ろ ろ, 1.1×10^5 <s:1> unloaded Q value が gives られて る る る. <s:1> <s:1> value past <s:1> report example よ よ <s:1> is more than 10 times larger than よ よ. Sample が も ろ い こ と, デ ー タ に ば ら つ き が あ る point を now improved で あ り, male in table ready to で あ る. 3. The resonant frequency of the BPB film を is 2.84GHz, and the TE_<111>モ ド ド ド is loaded in the <s:1> copper cavity に below 13K に cooling た た た. Sample に current パ ル ス を plus え る こ と に よ り nasty shock な often 伝 guide line planning move を な わ せ hollow か ら の マ イ ク ロ wave パ ル ス の take り out し を line っ た. Low on empty の Q numerical が か っ た の で パ ル ス power gains は 1.2 に check っ た が 応 answer short time が 30 n SEC と か い good な ス イ ッ チ ン グ が line な え た. On the empty <s:1> Q value を げれば practical use に near づく, it is found that た を gives た. 4. The ultimate goal で あ る YAG レ ー ザ ー light パ ル ス irradiation に よ る YBCO thick film の マ イ ク ロ wave ス イ ッ チ ン グ の be 験 を line な っ た. Film thickness が 100 microns thick と い も の で あ っ た た め マ イ ク ロ wave transmittance の variations change は qualitative に し か 検 out で き な か っ た が, electricity 気 伝 conductance の は determination out た variations. Now induce ノ ノ ズ ズ <e:1> to reduce に effort in でデ ノ タ タ を the quality of を is を upward in させ public expression of た た タ.

项目成果

高橋邦治: 第36回応用物理学関係連合講演会. (1989)

高桥邦治：第 36 届应用物理学会讲座（1989 年）。

Keizo,Kato: Japanese Journal of Applied Physics. 27. 1641-1645 (1988)

加藤敬三：日本应用物理学杂志。

高橋邦治: 第49回応用物理学会学術講演会. 104 (1988)

Kuniharu Takahashi：第 49 届日本应用物理学会年会 104（1988）。

Keizo,Kato: Japanese Journal of Applied Physics. (1989)

加藤敬三：日本应用物理学杂志。