第 3 章 試料の作製方法と評価方法
3.3. 超伝導プローブコイルの共振特性評価方法
作製した超伝導プローブコイルの共振特性評価方法を図 3-18 に示す。図 3-18(a) に示すように、測定冶具の先端にプローブコイルを設置する。測定冶具は高周波信号 を伝送するための信号線（セミリジッドケーブル）と、共振特性の同調・整合用の容 量値可変コンデンサ（トリマトリマコンデンサ）を備える。プローブコイルの片側端 を信号線に接続し、もう一方の端部を同調用トリマコンデンサに接続する。なお、こ こで示したのは一般的なプローブコイルの同調整合回路構成であり、共振ピークのイ ンピーダンス整合のため整合用コイルを備える。本研究では超伝導プローブコイルの 性能を充分に引き出すための新しい回路構成を検討したが、その詳細な構成と動作原 理については後述の第5章で説明する。
測定冶具に設置したプローブコイルを液体ヘリウムに浸漬して冷却し、ネットワ ークアナライザ（HP8714ES）によってインピーダンスの周波数依存性を測定した。
共振波形を見ながら、2つのトリマコンデンサの調整により、共振周波数 f0を所定の 周波数に同調し、かつ共振ピークのインピーダンス|Z0|を50Ωに整合した。図3-18(b) に測定で得られる典型的な共振波形を示す。共振周波数f0と、インピーダンス|Z0|/√2 に対応する周波数幅 fを用いてプローブコイルのQ値（QC）は
f f
QC 0/ …（式3-12）
で表される。以上の方法により、共振特性の測定結果からプローブコイルのQ値を評 価した。
ネットワークアナライザ
Liq. He
セミリジッドケーブル
同調整合回路 測定冶具
プローブコイル 磁場
整合用トリマ コンデンサ
Ct
同調整合回路
整合用コイル 同調用トリマ
コンデンサ
Cm
測定治具筐体 同軸ケーブル
プローブコイル ネットワークアナライザ
Liq. He
セミリジッドケーブル
同調整合回路 測定冶具
プローブコイル 磁場
整合用トリマ コンデンサ
Ct
同調整合回路
整合用コイル 同調用トリマ
コンデンサ
Cm
測定治具筐体 同軸ケーブル
プローブコイル
(b) (a)
0 10 20 30 40 50 60
599.8 599.9 600 600.1 600.2 f (MHｚ)
|Z| ()
f
f0 周波数f
|Z0|
0|/ 2
|Z
0 10 20 30 40 50 60
599.8 599.9 600 600.1 600.2 f (MHｚ)
|Z| ()
f
f0 周波数f
|Z0|
0|/ 2
|Z
図3-18. (a)プローブコイルの共振特性評価方法。
(b)典型的な共振波形（インピーダンスの周波数依存性）
第3章の参考文献
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