高溫超導薄膜微波強非線性理論及應用研究.pdf

1、高溫超導體具有本征的微波非線性性能，研究高溫超導薄膜的微波非線性性能不僅有益于超導電性的理論研究，也對微波器件的應用有促進作用。為了深入了解微波非線性，關于微波非線性來源的研究工作尤為重要。近期文獻報道在低功率微波場作用下非線性的主要來源是流致非線性，而通常認為高功率情況下微波非線性的主要來源是熱效應，也肯定微波磁場會引入非線性，但關于微波磁場是如何引入非線性的問題則不清楚。本論文針對磁場引入非線性的問題作以下研究： 為測試微波

2、非線性，本文對微橋諧振器進行了詳細研究。通過在均勻半波長諧振器內(nèi)引入一短段窄微帶線(微橋)可實現(xiàn)微橋諧振器，諧振器的電性能則可以用解析的方法將其與微橋的物理參數(shù)聯(lián)系在一起。同時該諧振器可以將微波電流均勻地集中在微橋處，微波電流的強度也通過解析與其電性能參數(shù)相聯(lián)系。利用該諧振器作測試探針，可以在外加小微波功率的情況下實現(xiàn)強場非線性測試。本文利用該諧振器在77K對弱場(微橋微波平均磁場為7Oe)直到微橋進入高損耗狀態(tài)(微橋微波平均磁場為19

3、0Oe)的強場微波非線性進行了測試，測試樣品為YBCO/ALO/YBCO高溫超導薄膜樣品。測試結(jié)果顯示平均微波磁場強度分別為40Oe、160Oe和190Oe時，微波非線性性能有顯著變化，從而證明微波非線性在中等強度場和強場作用時與直流下臨界磁場相關。進一步的直流偏置實驗證實了這種相關性。在實驗過程中同時也觀察到在微波頻率超導薄膜的功率依賴性能存在類似于磁滯的現(xiàn)象。為了解釋這些現(xiàn)象，我們提出了兩個簡單模型，一個模型從時域分析出發(fā)解釋了微波