GB∕T 39722-2020 超导电子器件 传感器和探测器通用规范 GB∕T39722-2020 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

1CS17.220.29.050
中华人民共和国国家标准
GB/T39722—2020/1IEC61788-22-1:2017超导电子器件
传感器和探测器通用规范
Superconducting electronic devices-Generic specification for sensors and detectors(1EC 61788-22-1:2017,SuperconductivityPart 22-1:Superconductingelectronic devices-Generic specification for sensors and detectors,IDT)2020-12-14发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-07-01实施
规范性引用文件
3术语和定义
5术语和分类
6低温工作条件
器件识别
8测试和测量步骤
附录A（资料性附录）相干探测
A.1超导热电子测辐射热计(SIIEB)类型A.2超导隧道结STI)类型
A.3超导量子十沙器件(SQUII))类型附录B（资料性附录）真接探测
金属磁热量计(MMC)类型
B.2微波动态电感(MKI)类型
超导带线(SS)类型
超导隧道结(STJ)类型
B.5转变边传感器(TES)类型
附录C（规范性附录）设备和图表用图形衍号C1
超导区域，单端超导连接
C.2超导区域，单端常导连接
C.3正常态超导态边界
一种变形的连接形式·
C.5约愁夫森结
参考文献
SHEB混频器
GB/T 39722—2020/IEC 61788-22-1:2017T
GB/T39722—2020/IEC61788-22-1:2017图A.2
STJ混频器
直流SQUID
MMC探测器
MKI探测器
SS探测器
STI探测器
TES探测器
超导区域.单端超导连接
超导区域，单端常导连接
超导区域。-端超导连接和-端常导连接（止常态-超导态边界，见IEC60417-6370:2016-09）
申联连接
超导区域，两端超导山非常小的非超导区域连接（约瑟大森结，见IEC60417-6371：2016-09)
被测量
表2被测量的分类
衣3超导传感器和探测器命名法：类型、全称和英文缩写范例表4探测原理分类
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。GB/T 39722—2020/1EC 61788-22-1:2017本标准使用翻译法等同采用IEC61788-22-1：2017《超导电性第22-1部分：超导电子器件传感器和探测器通用规范》
与本标准中规范性引用的国际文件有-致性对美系的我国文件如下：
-GB/T2987电了管参数符号（1E60027（allparts），NEQ)GB/T2900.1002017电工术语超导电性：（IEC60050-815：2015，IDT）GB31001993国际单位制及应用（IS01000：1992.EQV）GB/T4728（所有部分）电气简图用图形符号［IEC60617』—GB/T5465（所有部分）电气设备用图形衍号第1部分：概述与分类（IEC60417）一（G13/T16273（所有部分）设备用图形符号第【部分：通用符号（1S0）7000）本标准做了下列编辑性修改：
将标准名称修收为“超导电子器件传感器和探测器通用规范》。在5.2下增加了二个注释对“相检测”做出说叭：请注意本文件的某此内容可能沙及专利，本文件的发布机构不承扭识别这些专利的责任。本标准由中国科学院提出，
本标准由全国超导标准化技术委员会（SAC/TC265)归口本标滩起草单位：浙江赋同科技有限公司、中国科学院上游微系统与信息技术研究所、中国科学院物理研究所、南京大学、南开大学本标滩主要起草人：尤立星、季洁、张彩虹张国峰、季鲁、杨晓燕。GB/T39722—2020/1EC61788-22-1:2017引言
超导特性如超导能隙、窄超导态-正常态转变，非线性电流-电压曲线、超导相下态、磁通量子化等，会受到电磁场、光子、离子等的影响。利用这些不同超导特性已研发出多种超导传感器和探测器。它们在能量分辩、时问响应、噪古特性等方面具有其他非超导器件难以实现的极高性能“传感器”-词通常是指用来测量静态或缓变电磁场、电流和温度等物理量的器件或装置，而“探测器”则觉是指对单量了状态进行观测和记录的装置，例如从红外到射线的光了、单粒了等，们是，“传感器”与“探测器”之间的边界是模糊的。因此，在本义档中两个词都会用到。刃外，将传感器用于探测器也是可行的，例如将超导转变边传感器（TES)用丁X射线探测器，通过测量山被测量能量累积导致的温升实现探测，因此·在本标准中用术语\超导转变边传感器X射线探测器”来衣示利用TES实现X射线探测的器件或装置，
超导传感器和探测器已应用于很多领域.包括医学诊断、通讯、矿产助测、天文仪器、量了信息处理以及分析仪器等。对用户而亢，日前缺乏统一的相关专业术语、图例符号和测试方法等的规范，因此很有必要建立统一的标准化文件
1范围
GB/T39722—2020/IEC61788-22-1:2017超导电子器件
传感器和探测器通用规范
本标准给出了超导传感器和探测器的通用舰范，这些是IEC61788其他部分中对各种类型传感器和探测器的规范的基础，所述传感器和探测器主要由超导材料组成并依赖丁超导或相关现象，被测目标(物埋量)包括磁场、电磁波、不同能量光子、电子、粒子、α粒子及其他：2规范性引用文件
下列文件对丁本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用丁本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修收单)适用丁本文件：IEC60027（所有部分）电子管参数符号（Lettersymbolstobeused inelectricaltechnology）IFC 60050-815国际电工词汇第815部分：超导电性（Intcrnational ElcctrotcchnicalVocahularyPart815：Superconductivity)IEC60417电气设备用图形符号[Graphicalsymbolsloruseonequipment（见：hup：//wwwgraphiealsymbols)
IEC60617电气简图用图形符号Graphical$ymbolsfordiagrams（见：http：//std.iec.ch/icc606171
ISO 1oo0国际单位制及应用(SI uniis and recomnenelations lor the use of their multiples and ofcertain other units)
ISO7000设备用图形符号收录符号LGraphical symbols foruseIEC60050815界定的以及下列术语和定义适用丁本文件：以下是ISO和IEC维护的用于标准化T作的术语库网址：.IEC电工百科：http：//clcctropedia.org/.ISO在线浏览平台：hitp：//iso.org/obp3.1
附加正反馈additionalpositivefeedback；APF利用电阻和SQUID环耦合线圈来提高电压磁通变换率的方法，3.2
临界电流调制系数
critical current modulation parameter对丁点流SQUID),3一2LI/Φ。，H中L为SQUID的垫圈电感，I。为约恶大森结临界电流，Φ是磁道量子;对于交流 SQLID,B.= 2元LI./±，注：本系数也可称为“屏蔽系数”。1
GB/T397222020/1EC61788-22-1:20173.3
回滞系数
Stewart-MeCumber parameter
βe一2元l,R，C/Φ：.其中R，为约瑟大森结正常态电阻，C是约瑟犬森结电容，3.4
桥结hridge junction
通过小截面超导桥连接两块超导体形成的结。注：也可称作“微桥”
临界电流
critical current
在超导体或约瑟天森结中，可视为儿乎是无阻流动的最人直流电流。注：改写IEC60050-8152015.定义815-12-013.6
临界电流密度
critical current densily
临界电流除以流经超导体或约瑟大森结的横截面积：注：改马IEC60050815:2015.定义81512033.7
反馈线圈
feedback coil
在磁通锁定环(FLL)模式下，与SQUID感性耦合的线圈：3.8
磁通锁定环
flux locked loop:FLL
逍过负反馈来保持SQUJII)环中的磁通量恒定来提高SQU:ID线性度和动态范围的方法。3.9
梯度计
gradiometerbzxz.net
耦合到个SQU:II)磁强计的超导环路结构或多个SQUII1)磁强计组成的结构.仪对梯度磁场敏感或不对均勾磁场敏感：
金属磁热量探测器
metallic magnetic calorimetric detector一种通过检测金属吸收体磁化强度变化来测量其温升的超导器件，这种变化源丁被测量导致的器件能量累积。
微波动态电感探测器
microwave kinetic inductance detector一种检测超导带线微波表而阻抗变化的超导器件，这种变化源于被测量导致的器件能量累积，3.12
正常态电阻
normal stale resistance
处于正觉态下的超导体或约瑟天森结电阻。注1：对于超导体或TES,该电阻对应略高于超导转变温度时的电阻，注2：对于约瑟夫森结.该电阳刘应J偏置电压远高」24/e时的隧道电阳3.13
平面梯度计
planar gradiometer
一种与SQU川)耦合的磁通探测环路用于测量与检测环路共平面的梯度磁场。3.14
准粒子quasiparticle
GB/T39722—2020/IEC61788-22-1:2017通过破坏超导休中库坑对而形成的具有电了和空穴融合性质的一种激发态。3.15
超导热电子测辐射混频器
superconducting hot electron bolometric mixer一种通过检测超导微桥电阻的变化米实现测量辐射能量的外差混频式超导器件·这种变化源于被测量导致的器件能量累积。
超导量子干涉器件传感器superconductingquantuminterferencedevicesensorSQUI)传感器SQUIDsenson
一种利用包含一个或多个约瑟天森结的闭坏电路中的量了千涉效应的超导器件注：凡是能变换为穿过超导结构的磁通的被测量，彻如磁场或电流，都可以利川SQUID进行探测。3.17
SQUID阵列SQUID array;SQA
种由多个SQLID以串联和/或并联阵列形式组成的器件：3.18
纳米SQUID
nano-SQUl
最大环路尺寸一般不超过500mm的SQUID3.19
SQUID环
SQUID ring
包含一个或多个约瑟大森结的多重超导结构。注：也可称作\SQUIDloop”
SQUID放大器sQUIDamplifier
利用单个SQUIDSQUID阵列或其他基于SQUD的电流传感器电路组成的电流-电压转换器3.21
t subgap region
亚能隙区域
位于隧道结IV回滞曲线的底部分支上，该区域电压小于2△。3.22
亚能隙电流subgap current
隧道结在亚能隙区域的准粒了隧穿电流，注：在约悉大森隧道结中，直流约悉大森效应被平行于结平而的磁场压制时能够观测到完整的亚能隙区域。3.23
superconducting strip detector超导带线探测器
-种检测长超导带线中的局域电阻变化的超导器件，这种变化源于被测量导致的器件能量累积，注1：对光了探测器，多数情况下不准考使用“超导纳米线光了探测器的名字，是因为超导体的尺寸与当前1S0，Ts80(04-2：2015中对」\纳米线（nanowire)\的定义不致，其中\纳米线\或\纳米纤维”被定义为具有两个外部纳米维度的物体，约从1nm到100nm.而第三个维度明显更天，多数情说下，超导带的尺小满足“纳米缓“皮“纳来带”的定义
注2：“纳米缎（nanoribhon)\或\纳来带（nanotape)\仪有-个外部纤度在纳米尺度，另外两个外部维度则要人得多（通常3倍以上）。另外.这两个人的维度也互不相同。“纳米带线（nanostrip)”比“纳米缎”和“纳米带”亚适合超导传感器和操测器。
注3：超导纳米线的例子：10nm×30nm×10um。H中厚度和宽度的差别在3倍以下的超导体可以称为\超导纳米线光子探测器”
GB/T39722—2020/1EC61788-22-1:20173.24
超导隧道结探测器
superconductingtunnel junctiondetector一种检测两块被势垒层隔开的超导体或超导体和正常导体之间隧穿出流的变化的超导器件，这科变化源于被测量导致的器件能量累积。注：改写IEC60050-815：2015定义815-16-543.25
tenperature sensitivity
温度灵敏度
超导转变边斜率.出dlnR/dInT来定义：其中R、T分别为TES的电和温度，3.26
超导转变边传感探测器
transition edge sensor detector-种道过检测峭的超导态止常态电阻变化来测量温升的器件，这种变化源于被测量导致的器件能量累积，
注：改写IEC60050-815:2015，定义815-16-534符号
单位、图形和字母符号应来白以下标准：·IEC60027（所有部分）；
· IEC 60417:
- IEC 60617;
IS0 1000;
IS0 7000
设备和图表使用的图形符号，例如超导区、止常连接、超导连接、止常超导边界、约瑟大森结等，在附录C、IEC60417和IEC60617中做出了定义：而对丁特定使用在其他传感器或探测器的图形符号在IEC61788的其他部分做出了定义。5术语和分类
5.1术语
表1列出广引起能量累积而能被超导传感器和探测器感成或探测出来的被测量，包括测量种类、测量对象和物埋量。按照测试种类英文字母顺序排列，分别是：原子和分子、基本粒子、物理量和辐射。表中的每一个词条不仅代被测量本身，还表示其时间或空问的分布凡本标准中涉及到的某器件特有的任何专业术语都应采白相关的国际电工委员会（IE）或国际标准化组织(ISO)标准。
表1被测量
测种类
原子和分子
有机分子
尤机分子
测量对象
其他(指定)
物理量
计数、能量、通量、时间
计数、能量、通量、时间
计数、能量、通量、时间
测虽种类
基本粒子
物理量
暗物质
中微子
正电子
表1（续）
测量刘象
其他(指定)
磁通量
磁化率
极化强度
其他(指超)
c-粒子
β粒子
电磁波
光学辐射
X-射线
其他(指定）
GB/T39722—2020/1EC61788-22-1:2017物理量
计数、能虽、通虽、问
计数、能量、通量、时问
计数、能量、通量、时问
计数，能量、通量、时间
计数、能量、通量,时间
计数、能量、通量、时间
计数、能量、通量、时间
强度.分布
密度、分布
计数、能量、通量
计数、能量、通量
计数、能量、通量
计数、能量、近量
计数、能量、通量
表2中将被测量分为两人类：一类是场和物理量、一类是粒了。基于此分类，探测机制可分为对场和物理量的相干探测以及对粒了的直接探测。表2
场和物理量
被测量的分类
被测量种炎
物理母
辐射（电磁波）
原子和分子
基粒子
辐射（单个电磁辆射量子）
GB/T39722—2020/1EC61788-22-1:2017表3列出多种类型的传感器和探测器（按英文字持顺序）。这些传感器和探测器将被测量转换为电信号。“传感器”一词常用于描述测量场和物理量的器件，而“探测器”一词则倾向于描述测量单个粒了的器件，当给传感器或探测器起名时，命名法亢遵循下述的组词顺序：器件结构或功能；被测量：探测器、磁强计、混频器、传感器或其他名词。表中也列出了全称和相应英文缩写的范例。表3超导传感器和探测器命名法：类型、全称和英文缩写范例类型
金属磁热量（MMC）类型
微波动态电感(MK1)类型
超导热电了测辐射(SHEB)类型
超导子十涉器件(SQUIT)类型
超导带线(SS)类型
全称利英文缩写范例
金属感热量射线探测器
（MMCα-射线操测器或MMCAD）
金属磁热量丫射线探测器
（MMC射线探测器或MMCGID)
金届热量X-射线探测器
（MMCX射线探测器皮MMCXD)
微波动态电感光子探测器
（MKI光子探测器或MKIPD）
微波动态电感X-射线探测器
（MKIX-射线探测器或MKIX))
超宁热电广测辐射光广探测器
(SHEB光子探测器或SHEBPT))
超导热电子测辐射太赫慈混频器（SHEB太赫兹混频露或SHEBTM）超导量子下涉放大器
（SQUD放大器或SQUA)
超宁量子十涉电流传感器
(SQUID电流传感器或SQUIDCS)
超导量子十涉榜度计
（SQUID梯度计或SQUIDG）
超导虽于干涉强计
(SQUID磁强计或SQUIDM)
超导量子十涉滤波器磁尚计
（SQIF磁强计或SQIFM）
超导量子「涉阵列磁强计
（SQUID阵列磁强计或SQUIDAM）超宁带线电子探测器
(SS电子探测器或SSED)
超宁带线离广探测器
(SS离子探测器或SSID))
超导带线粒了探测器
(SS粒了探测器或SSPT))
超导带线光子探测器
(SS光了探测器或SSPID)
超导纳米带线光丁探测器
（SNS光了探测器或SNSPT))
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