(57)【要約】装置は、少なくとも１つのくびれ３を含む少なくとも１つの超伝導ループ１と、前記くびれ３に隣接して位置する磁気抵抗素子２と、を有する複合センサ設計を含む。前記装置は、前記少なくとも１つの磁気抵抗素子２を含む前記少なくとも１つのくびれ３を通って流れる前記超電流が一時的に抑止されるように、前記超伝導ループ１の少なくとも１つの部分をその臨界温度よりも高くへ、十分に高い周波数でスイッチングすることを可能とする少なくとも１つの加熱素子５を含む。【選択図】  図１
2010531450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのくびれ（３）を含む少なくとも１つの超伝導ループ（１）と当該くびれ（３）に隣接して位置する磁気抵抗素子とを有する複合センサ設計を含む装置であって、
前記少なくとも１つの磁気抵抗素子（２）を含む前記少なくとも１つのくびれ（３）を通って流れている超電流が一時的に抑止されるように、
前記超伝導ループ（１）の少なくとも１つの部分をその臨界温度よりも高くへ、十分に高い周波数でスイッチングすることを可能とする少なくとも１つの加熱素子を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
循環する超電流を消滅させることのできる１つの加熱素子とともに、単一のループと数個のくびれとを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
１つのくびれから他のくびれへと前記超電流が逸脱されうるように、少なくとも２つの加熱素子とともに少なくとも２つのくびれを並行に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記加熱素子が導電性ワイヤ（５）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記加熱素子がレーザースポット（３１）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
磁気抵抗素子にゆだねられた加熱素子が、埋め込まれて単一の複合素子を構成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記加熱素子が、前記くびれ（３）の大部分にわたる大きな拡張を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記加熱素子が前記くびれ（３）の近隣に位置していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
磁気抵抗複合センサにおける低周波ノイズの抑止のための方法において、少なくとも１つの磁気抵抗素子によって感知された超電流を解除するために、前記複合センサの一部の局所的な加熱が、加熱素子によって一時的に行われることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記局所的な加熱が導電性ワイヤ（５）によって行われることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記局所的な加熱がレーザースポット（３１）によって行われることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
局所的な加熱が、少なくとも１つの磁気抵抗素子において、前記磁気抵抗素子が埋め込まれて単一の複合素子を構成している加熱素子によって行われることを特徴とする前記請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記加熱素子が、前記くびれの大部分にわたる大きな拡張を有することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記加熱素子が、前記くびれの近隣に位置していることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
１つのくびれから他のくびれへと前記超電流が逸脱されうるように、少なくとも２つの加熱素子とともに少なくとも２つのくびれが並行であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記加熱素子が導電性ワイヤであることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記加熱素子がレーザースポットであることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記局所的な加熱が、前記磁気抵抗素子において、当該磁気抵抗素子が埋め込まれて複合素子を構成している加熱素子により行われることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記加熱素子が、前記くびれの大部分にわたる大きな拡張を有することを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記加熱素子が前記くびれの近隣に位置していることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの磁気抵抗素子を含む前記少なくとも１つのくびれを通って流れている前記超電流が一時的に抑止されるように、測定シグナルの最大周波数の少なくとも２倍の周波数で前記加熱素子をスイッチングすることによって、低周波シグナルの測定が達成されることを特徴とする請求項９〜２０のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低周波ノイズを伴わない磁気抵抗複合センサに基づく装置および関連する方法に関する。
【０００２】
本発明は、より具体的には、低周波ノイズの除去のための特定の実施形態を有する複合センサ装置に関する。低周波ノイズは、低周波揺らぎによって作り出された磁気抵抗素子の抵抗ノイズに関連している。この種のノイズは、全ての物理的システムにおいて出現し、システムのサイズが小さくなるにつれて増加する。ｆが低周波揺らぎの周波数であるとき、ノイズの出力密度は通常、１／ｆα（αは１のオーダーである）のように減少する。
【背景技術】
【０００３】
低周波およびＲＦの適用のために少なくとも１つの超伝導ループと１つの磁気抵抗素子とを関連づける複合センサの原理は、国際公開第２００４／０６８１５２号および国際公開第２００４／０６８１５８号に記載されている。複合センサの原理はまた、パネティエ  エム、フェルモン  シー、レ  ゴフ  ジー他著、「サイエンス」第３０４巻、第５６７７号、２００４年６月１１日、ｐ．１６４８−１６５０（Ｐａｎｎｅｔｉｅｒ  Ｍ，Ｆｅｒｍｏｎ  Ｃ，Ｌｅ  Ｇｏｆｆ，ｅｔ．ａｌ．，ＳＣＩＥＮＣＥ  ３０４（５６７７）：１６４８−１６５０  ＪＵＮ  １１  ２００４ ）にも記載されている。
【０００４】
それぞれの超伝導ループは少なくとも１つのくびれを含む。磁場が前記超伝導ループに印加されると、ループ中に超電流が作り出される。超電流はくびれを通って流れ、電流密度は局所的に高い。少なくとも１つの磁気抵抗素子はくびれの上部または下部に配置され、超電流によって作り出された磁場を感知する。１ｃｍ2の超伝導ループとミクロンサイズのくびれとの場合、印加磁場と磁気抵抗素子により感知された磁場との間の比は数千となりうる。複合センサの低周波ノイズは、磁気抵抗素子の低周波抵抗ノイズに起因する。
【０００５】
磁気抵抗素子の低周波ノイズのレベルは、公知の文献において広く研究されてきた。例えば、ラケット  ビー、ヴィレット  エム、コステス  エム他著、「ジャーナル・オブ・マグネティズム・アンド・マグネティック・マテリアルズ」、第２５８巻、２００３年３月、ｐ．１１９−１２４（Ｒａｑｕｅｔ  Ｂ，Ｖｉｒｅｔ  Ｍ，Ｃｏｓｔｅｓ  Ｍ，ｅｔ．ａｌ．，ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＭＡＧＮＥＴＩＳＭ  ＡＮＤ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ２５８：１１９−１２４  Ｓｐ．Ｉｓｓ．  ＳＩ  ＭＡＲ  ２００３）では、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）低周波ノイズが議論されている。エル．ジャング他著、「フィジカル・レビュー  ビー」、第６９巻、２００４年、ｐ．５４４０７（Ｌ．  Ｊｉａｎｇ，ｅｔ．ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ  ６９，２００４，ｐ５４４０７）では、トンネル磁気抵抗センサ（ＴＭＲ）におけるノイズが議論されている。
【０００６】
低周波ノイズの磁気的な部分が、センサの適切な設計（パネティエ  エム、フェルモン  シー、レ  ゴフ  ジー他著、「ジャーナル・オブ・マグネティズム・アンド・マグネティック・マテリアルズ」、第２９０巻、第２部、特別版、２００５年４月、ｐ．１１５８−１１６０（Ｐａｎｎｅｔｉｅｒ  Ｍ，Ｆｅｒｍｏｎ  Ｃ，Ｌｅ  Ｇｏｆｆ  Ｇ，ｅｔ．ａｌ．，ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＭＡＧＮＥＴＩＳＭ  ＡＮＤ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ２９０：１１５８−１１６０  Ｐａｒｔ  ２  Ｓｐ．Ｉｓｓ．ＳＩ  ＡＰＲ  ２００５）参照）により除去されうるとしても、現時点では非磁気的な部分は除去されていない。
【０００７】
国際公開第２００４／０６８１５２号には、温度および経年劣化による変動を修正するために、磁気抵抗素子の飽和値をレファレンスとして使用することが記載されている。しかしながら、この技術は磁気抵抗素子の低周波ノイズを抑止していない。
【０００８】
文献ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００２５９９には、検出の作動周波数を磁場検出周波数の外側に動かすために、感知電流（ｓｅｎｓｉｎｇ  ｃｕｒｒｅｎｔ）の変調を用いることが記載されている。この技術は、低周波ノイズより高い周波数において作動するために用いられうる。しかし、それがプリアンプチェイン（ｐｒｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｃｈａｉｎ）から生じる低周波ノイズを抑止するとしても、それは抵抗揺らぎから生じるノイズを抑止しない。
【０００９】
フラックスゲートは、その非線形応答に基づく磁場変調技術を用いて低周波ノイズを抑止する（マグネス  ダブル、ピアス  ディー、ヴァラヴァノグロー  エー、ミーンズ  ジェー、バウムヨハン  ダブル、ラッセル  シー  ティー、シュインゲンシュー  ケイ、グレーバー  ジー著、「メジャメント・サイエンス・アンド・テクノロジー」第１４巻、第７号、２００３年７月、ｐ．１００３−１０１２（Ｍａｇｎｅｓ  Ｗ、Ｐｉｅｒｃｅ  Ｄ，Ｖａｌａｖａｎｏｇｌｏｕ  Ａ，Ｍｅａｎｓ  Ｊ，Ｂａｕｍｊｏｈａｎｎ  Ｗ，Ｒｕｓｓｅｌｌ  Ｃ  Ｔ，Ｓｃｈｗｉｎｇｅｎｓｃｈｕｈ  Ｋ，Ｇｒａｂｅｒ  Ｇ，ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ  ＳＣＩＥＮＣＥ  ＆  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  １４（７）：１００３−１０１２  ＪＵＬ  ２００３）参照）。パルス電流とともに高調波を用いることも提案されている（キュビック  ジェイ、リプカ  ピー著、「センサーズ・アンド・アクチュエーターズ・エー−フィジカル」、第１３２号、２００６年１１月８日、ｐ．２３６−２４０（Ｋｕｂｉｋ  Ｊ，Ｒｉｐｋａ  Ｐ，ＳＥＮＳＯＲＳ  ＡＮＤ  ＡＣＴＵＡＴＯＲＳ  Ａ−ＰＨＹＳＩＣＡＬ  １３２（１）：２３６−２４０  Ｓｐ．Ｉｓｓ．ＳＩ，ＮＯＶ  ８  ２００６）参照）。
【００１０】
これらのアプローチは、複合センサの作動の磁場範囲における線形応答のために、複合センサに適用することができない。
【００１１】
この技術はまた複合センサに対して試されている（国際公開第２００４／０６８１５２号）。しかし、その効率は抵抗変動の２次導関数に比例しており、磁気抵抗センサの非線形性が低いため十分に競合的ではない。
【００１２】
より一般的には、全てのタイプの磁気センサに対して、検出システムにおける低周波ノイズの除去が、ソース磁場を十分に高い周波数で変調させることによって行われうることが知られている。それなら、ソース磁場の測定は周波数の変調を中心として行われ、検出システムの低周波ノイズはその測定を妨害しない。多数の刊行物や特許がその技術を適用している。
【００１３】
しかしながら、磁場ソースを変調できない場合にはその技術を適用することができない。例えば、人体により作り出された磁場の検出の場合がそれに当てはまる。
【００１４】
より具体的には、ホール効果に基づく磁気センサにおいて、電流入力と電圧出力との高周波のスイッチング（ｈｉｇｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）は低周波ノイズの抑止を可能にする。このような方法の記載はピー．ミュンター著、「ア・ロー−オフセット・スピニング−カレント・ホール・プレート」、「センサーズ・アンド・アクチュエーターズ・エー−フィジカル」、第Ａ２２号、１〜３部、１９９０年、ｐ．７４３−７４６（Ｐ．Ｍｕｎｔｅｒ，Ａ  Ｌｏｗ−ｏｆｆｓｅｔ  Ｓｐｉｎｎｉｎｇ−ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｈａｌｌ  Ｐｌａｔｅ，  Ｓｅｎｓ．  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ．Ｐｈｙｓ．  Ａ２２  （１９９０）  （１−３），ｐｐ．  ７４３−７４６）に見受けられる。しかしながら、その技術は、ホール抵抗の方向的性質（測定電圧が印加電流の方向に対して垂直である）のために、ホールセンサに対して実に特異的であり、磁気抵抗センサに対しては、測定される電圧が印加電流の方向に沿っているため、適用できない。
【発明の概要】
【００１５】
本発明は、上述の欠点を改善することを目的とする。
【００１６】
これらの目的は、少なくとも１つのくびれを含む少なくとも１つの超伝導ループと当該くびれに隣接して位置する磁気抵抗素子とを有する複合センサ装置を含む装置であって、前記少なくとも１つの磁気抵抗素子を含む前記少なくとも１つのくびれを通って流れている超電流が一時的に抑止されるように、前記超伝導ループの少なくとも１つの部分をその臨界温度よりも高くへ、十分に高い周波数でスイッチングすること（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）を可能とする少なくとも１つの加熱素子（ｈｅａｔｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｍｔ）を含むことを特徴とする装置により達成される。
【００１７】
第一の実施形態によると、当該装置は、循環する超電流を消滅させる（ｄｅｓｔｒｏｙ）ことのできる１つの加熱素子とともに、単一のループと数個のくびれとを含む。
【００１８】
加熱素子は、導電性ワイヤ、レーザースポット（ｌａｓｅｒ  ｓｐｏｔ）、または磁気抵抗素子自体でありうる。
【００１９】
加熱素子は、くびれの大部分にわたる大きな拡張を有していてもよい。
【００２０】
加熱素子はまた、くびれの近隣に位置していてもよい。
【００２１】
より具体的には、本発明の実施形態によると、磁気抵抗素子にゆだねられた加熱素子はそれが埋め込まれて単一の複合素子を構成している。
【００２２】
本発明の具体的な実施形態によると、装置は、１つのくびれから他のくびれへと超電流が逸脱されうるように、少なくとも２つの加熱素子とともに少なくとも２つのくびれを並行に含む。
【００２３】
このような実施形態では、加熱素子は導電性ワイヤ、レーザースポット、または磁気抵抗素子自体でありうる。
【００２４】
本発明による装置は、くびれの大部分にわたる大きな拡張を有する加熱素子を含んでいてもよい。
【００２５】
加熱素子はまた、くびれの近隣に位置していてもよい。
【００２６】
本発明は、さらに、磁気抵抗複合センサにおける低周波ノイズの抑止のための方法において、少なくとも１つの磁気抵抗素子によって感知された超電流を解除する（ｃａｎｃｅｌ）ために、複合センサの一部（ｐａｒｔｓ）の局所的な加熱（ｌｏｃａｌ  ｈｅａｔｉｎｇ）が、加熱素子によって一時的に行われることを特徴とする方法に関する。
【００２７】
局所的な加熱は、導電性ワイヤまたはレーザースポットによって行われてもよい。
【００２８】
局所的な加熱は少なくとも１つの磁気抵抗素子において、前記磁気抵抗素子が埋め込まれて単一の複合素子を構成している加熱素子によって行われてもよい。
【００２９】
加熱素子は、くびれの大部分にわたる大きな拡張を有していてもよい。
【００３０】
加熱素子はまた、くびれの近隣に位置していてもよい。
【００３１】
具体的な実施形態によると、少なくとも２つの加熱素子とともに少なくとも２つのくびれが、一方のくびれから他方のくびれへと超電流が逸脱されうるように、並行になっている。
【００３２】
このような場合には、加熱素子は導電性ワイヤ、レーザースポット、さもなければ磁気抵抗素子自体でありうる。
【００３３】
したがって、具体的な実施形態によると、局所的な加熱は磁気抵抗素子において、前記磁気抵抗素子が埋め込まれて複合素子を構成している加熱素子によって行われる。
【００３４】
加熱素子は、くびれの大部分にわたる大きな拡張を有することが有利である。
【００３５】
一般的には、加熱素子はまた、くびれの近隣に位置していることが有利である。
【００３６】
検出されようとしている例えば脳の電気的活動等により発生した外部磁場が、ソースシグナルを構成する。
【００３７】
本発明による装置は、磁気抵抗素子と局所的な加熱装置との両方が配置された少なくとも１つのくびれとともに設計されている。低周波シグナルの測定は、少なくとも１つの磁気抵抗素子を含む少なくとも１つのくびれを通って流れている超電流が一時的に抑止されるように、局所的な加熱器を測定シグナルの最大周波数の少なくとも２倍の周波数でスイッチングすることによって達成される。
これに関連した方法は、少なくとも１つの磁気抵抗素子により感知された超電流を一時的に解除（ｃａｎｃｅｌ）するために、複合センサの一部（ｐａｒｔｓ）の局所的な加熱を用いることを特徴とする。
【００３８】
第一の実施形態では、複合センサは、磁気抵抗素子と加熱素子との両方が位置する１つのくびれを有する、唯一つのループを含む。加熱素子による、くびれのその臨界温度より高い加熱は、ループに存在するいずれの超電流をも消滅させ、このゆえに装置をリセットする。
【００３９】
この実施形態では、１つは当該リセットの前、１つは直後、の２つの測定のセットが各点において行われる。第２の測定値は、磁気抵抗素子の抵抗のレファレンスとして用いられる。
【００４０】
２つの測定値の減算によって、低周波揺らぎにより修正された値が得られる。ソースシグナルの１次導関数が得られることに注意されたい。
【００４１】
サンプリング周波数（１サンプリング当たり１セットの測定）は、検出シグナルの最大周波数の少なくとも２倍の周波数で行われる。もし、サンプリング周波数がより低いならば、情報の遺失が起こりうる。
【００４２】
別の実施形態では、超伝導ループは、それぞれが磁気抵抗素子と加熱素子とを含む並行な２つのくびれによって閉じられている。その構成ではそれぞれのくびれにおける交互の加熱によって、１つのくびれともう１つのくびれとの間で超電流を切り替える（ｔｏｇｇｌｅ）ことが可能である。その場合、超電流は消滅せず、測定値は、１次導関数ではなくソースシグナルの値を与える。
【００４３】
各切替え（ｅａｃｈ  ｔｏｇｇｌｅ）において、２つのくびれの内部の小さなループと超伝導ループとの間の比に等しい、超電流の小さな損失がある。これは印加された磁場のハイパスフィルタリング（ａ  ｈｉｇｈ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）を誘起する。サンプリング周波数（１サンプリング当たり１セットの測定）は、検出シグナルの最大周波数の少なくとも２倍の周波数で行われる。もしサンプリング周波数がより低いならば、情報の遺失が起こりうる。
【００４４】
具体的な実施形態では、加熱素子は、くびれの一部分に置かれた導電性ワイヤであり、このワイヤへの電流の供給によって加熱が与えられる。
【００４５】
別の実施形態では、加熱素子は、くびれの一部分に位置する数μｍｓのレーザースポットである。
【００４６】
また別の実施形態では、磁気抵抗素子自体を加熱素子として用いることができる。
【００４７】
具体的な実施形態では、くびれ内で回転している超電流の存在をいずれも阻止するために、加熱素子はくびれの幅よりも広い加熱作用を有することができる。
【００４８】
別の具体的な実施形態では、加熱によりループ内に誘起される撹乱磁場を回避するために、加熱素子は、くびれの近隣であってくびれの上部でない位置に配置される。
【００４９】
また別の実施形態では、加熱素子は、複合センサの周辺に位置して、大量の超伝導磁力線（または渦（ｖｏｒｔｉｃｅｓ））がくびれを横切り当該渦の流れ（ｖｏｒｔｅｘ  ｆｌｏｗ）が十分であるとき熱磁気効果を誘起してくびれをそのＴｃよりも高く引き上げる様な、ループに垂直な磁場ピークを生成する磁界発生器であってもよい。この効果はパネティエ−ルクール  エム、フェルモン  シー著、「フィジカル・レビュー・ビー」、第７２巻、第１８号、２００５年１１月、論文番号１８０５０１（Ｐａｎｎｅｔｉｅｒ−Ｌｅｃｏｅｕｒ  Ｍ，Ｆｅｒｍｏｎ  Ｃ，  ＰＨＹＳＩＣＡＬ  ＲＥＶＩＥＷ  Ｂ  ７２（１８）：Ａｒｔ．Ｎｏ．１８０５０１  ＮＯＶ  ２００５）に記載されている。
【００５０】
磁気抵抗素子は、あるいは、異方性磁気抵抗器（ＡＭＲ）、巨大磁気抵抗器（ＧＭＲ）、トンネル磁気抵抗器（ＴＭＲ）、または、磁場とともに十分に大きな変動を示すその他いずれの抵抗器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
本発明の他の特徴および利点は、以下に図面を参照して例示した本発明のいくつかの実施形態についての説明から、より容易に現される。
【図１】は、金属コンタクト線と２つの磁気抵抗素子とによって局所的な加熱が与えられる、単純な複合センサ装置を有する本発明による装置の概要図である。
【図２】は、図１に示す装置に用いられた加熱シーケンスおよび得られた出力シグナルである。
【図３】は、局所的な加熱がレーザースポットを利用して与えられる、本発明による装置の例である。
【図４】は、磁気抵抗素子自体が加熱素子として用いられている、本発明の別の実施形態による装置の例である。
【図５】は、磁気抵抗素子が、大きな広がりを有する導電性ワイヤである、本発明による装置の例である。
【図６】は、加熱素子が、くびれの近隣に位置しているものの、ループの内部の電流の影響を回避するために、くびれの隣であって上部または下部ではない位置にある、本発明による装置の例である。
【図７】は、局所的な加熱が外部磁場を利用して与えられる、本発明による装置の例である。
【図８】は、くびれの並行な組が用いられている、本発明による装置の例であり、
【図９】は、図８に示す装置に用いられた加熱シーケンスおよび得られた出力シグナルである。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明は、本質的には、磁気抵抗素子を含むくびれを通って流れている超電流が一時的に抑止されるように、少なくとも１つの超伝導ループの少なくとも１つの部分をその臨界温度よりも高くへ、十分に高い周波数でスイッチングすることを可能とする少なくとも１つの加熱素子を含む複合センサ装置に関する。
【００５３】
装置の原理およびその好ましい実施形態について、図の的確な描写によって説明する。
【００５４】
図１は、磁束−磁界変成器として作用する単一の超伝導ループ１と、２つのくびれ３の上部に配置された、コンタクト（ｃｏｎｔａｃｔｓ）７と連結されている２つの磁気抵抗素子２と、を有する単純な複合センサを示す。付加的なくびれ４がループ上に配置されており、局所的な加熱のために用いられる。当該局所的な加熱は、金属ワイヤ５によって行われる。当該くびれ４をその臨界温度より高く温めるために、図２に示すような電流パルスが送られる。当該２つの磁気抵抗素子２は、温度揺らぎおよび平面磁場変動を抑止するために、ハーフブリッジ構成で取り付けられている。
【００５５】
図２は、図１に示す装置に用いられたシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す。曲線Ｃ１（最上部）は、加熱が加えられていない場合に、磁気抵抗素子２の出力において検出された合計シグナルを示す。このシグナルは、外部磁場成分をかたどった正弦シグナルと、磁気抵抗素子２のノイズ揺らぎとの合計である。
【００５６】
曲線Ｃ２は、くびれ４に加えられた加熱シーケンス（ｈｅａｔｉｎｇ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す。
【００５７】
曲線Ｃ３は、磁気抵抗素子２の有効出力を示す。磁気抵抗素子２のノイズ揺らぎは直に伝送されているが、外部磁場シグナルは引き出されているということが示されよう。
【００５８】
曲線Ｃ４は、次に続く測定につれて各加熱において得られたシグナルレファレンスを減算した結果である。それは外部磁場成分の１次導関数に相当する。
【００５９】
図３は、磁束−磁界変成器として作用する単一の超伝導ループ１と、２つのくびれ３の上部に配置されておりコンタクト７に連結されている２つの磁気抵抗素子２と、を有する単純な複合センサを示す。付加的なくびれ４がループ上に配置されており、局所的な加熱のために用いられる。当該局所的な加熱は、焦点を合わせたレーザービーム３１により行われる。当該くびれ４をその臨界温度より高く温めるために、図２に示すような光パルスが送られる。当該２つの磁気抵抗素子は、温度揺らぎおよび平面磁場変動を抑止するために、ハーフブリッジ構成で取り付けられている。当該レーザービームは、レーザまたはレーザダイオードのいずれかによって作り出されうる。レーザ光の形成および強度は、くびれの迅速な加熱を確実にする程度に十分速くなくてはならない。１／ｆノイズの折点周波数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｒｎｅｒ）を超える周波数のサンプリングに対しては、１０μｓ未満のパルス時間が好ましい。レーザービームに必要な出力は超伝導体の温度に依存する。４Ｋにおいて、ニオビウムのミクロンサイズのくびれにおける臨界温度に達するためには０．１ｍＷ未満の出力で十分である。
【００６０】
図４は、局所的な加熱が磁気抵抗素子２自体により与えられる装置の例である。それゆえ、標準的な抵抗測定器４１に加えて、磁気抵抗素子２に大きな電流を注入する強い電流ソース４３を一時的に接続するための高速スイッチ４２が加えられている。
【００６１】
図５は、加熱素子が、くびれ３の全表面を覆う導電性ワイヤ５１である、装置の詳細を示す。その場合、くびれに残留するいずれの超電流も消滅する。この構成は、単一の点が加熱されたときに回転する超電流が現れて磁気抵抗素子による測定を乱しうる、大きなくびれの場合に好適である。
【００６２】
図６は、超伝導ループの内部の加熱電流（ｈｅａｔｉｎｇ  ｃｕｒｒｅｎｔ）によって誘起される磁場を回避するために、加熱素子５２，５３が、くびれ３の上部または下部に配置されていないが、くびれ３の近隣に位置している、装置の詳細を示す。
【００６３】
図７は、局所的な加熱が外部磁場を利用して与えられる装置の例である。当該磁場はコイル７１を通じて印加される。当該印加磁場は、くびれ３の臨界電流に達する程に十分高い強度を有するパルスであるべきであり、パルスソース７２により発生される。通常、１ｍＴの磁場は十分高いが、１０００のゲインを有する複合センサに対しては、１μＴの磁場で足りる。磁場変動の時間傾斜は、くびれの適切な加熱を確実にするために、１秒当たり５テスラより高くあるべきである。
【００６４】
その技術は、ニオビウム複合センサにおいてよく機能する。高Ｔｃ超伝導体（ＹＢａＣｕＯ化合物等）が低温で操作されるためには、したがってそれらのＴCから離れており、物質の質によっては、くびれの局所的な加熱を達成するために必要な渦（ｖｏｒｔｉｃｅｓ）の合計量が高くなりすぎるかもしれない。
【００６５】
図８に示すように、当該装置はまた、くびれのそれぞれが磁気抵抗（ＭＲ）素子と加熱素子５ａ，５ｂとを含む、２つのくびれ３ａ，３ｂを並行に含んでいてもよい。第１の枝路における加熱素子５ａが最初に作動させられ、一方で、他方の枝路におけるＭＲ素子２ｂの出力シグナルが測定される。シーケンスの次のステップでは、第２の枝路における加熱素子５ｂが作動させられ、一方で、第１の枝路のＭＲ素子２ａにおける測定値が得られる、などである。当該加熱は超電流のスイッチとして作用する。主として興味深いことは、超電流のリセットが磁場の履歴を取り消す前述の技術とは対照的に、超電流の値を維持して外部磁場の記憶を維持することである。各切替え（ｅａｃｈ  ｔｏｇｇｌｅ）において、全表面と２つの枝路に含まれる表面との比に等しい、超電流の損失がある。その理由により、外部磁場をハイパスフィルタする付加的な効果が存在する。
【００６６】
測定周波数帯が１０Ｈｚから１ＫＨｚであるならば、切替え（ｔｏｇｇｌｅ）の周波数は２ｋＨzよりも高くあるべきである。
【００６７】
表面の比が１０００であるならば、各切替えに対する損失は、超電流の０．１％である。２ｋＨｚにとっての１８２ｍｓに相当する、３６７の切替えの後には、１／ｅの損失が得られる。これは、６Ｈｚのカットオフ周波数を有する２次のハイパスフィルタと同じ挙動である。
【００６８】
図９は、図５に示す装置に用いられたシーケンスを示す。曲線Ｄ１（最上部）は、加熱が加えられていないときに、磁気抵抗素子２ａ，２ｂの出力において検出された合計シグナルである。このシグナルは、外部磁場成分をかたどった正弦シグナルと、磁気抵抗素子２ａ，２ｂのノイズ揺らぎとの合計である。曲線Ｄ２は、第１の加熱素子５ａに加えられた加熱シーケンスを示す。曲線Ｄ３は、第２の加熱素子５ｂに加えられた加熱シーケンスを示す。リセットが行われるときを除いて、超電流の損失を回避するために当該シーケンスは、２つの加熱素子５ａ，５ｂが同時に加熱されないように調整されなければならない、ということに注意されたい。曲線Ｄ４は、第１の磁気抵抗素子２ａにおける有効出力を示す。曲線Ｄ５は、第２の磁気抵抗素子２ｂにおける有効出力を示す。曲線Ｄ６は、それぞれの磁気抵抗素子２ａ，２ｂにおいて超電流を伴って、および、伴わずに測定された出力を、減算することによって得られた結果である。曲線Ｄ７は、アンチエイリアシング・フィルタ処理した後に再構築されたシグナルである。アンチエイリアシング・フィルタは、サンプリング周波数、ここでは切替え（ｔｏｇｇｌｅ）の周波数、において周波数成分を取り出す、高次のローパスフィルタである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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