Supracon VCblue 系列低温 dc-SQUID 电压传感器

一、产品概览

VCblue 是德国 Supracon 推出的专用型低温 dc-SQUID 电压传感芯片，区别于 CNxblue 电流传感器，该系列专为微弱直流 / 交流电压信号检测设计，搭载独立可选匹配输入线圈模组，通过互感耦合将样品端微小电压转化为磁通信号送入 SQUID 环路完成高精度读取。

整套传感器集成一体化圆柱形铌超导屏蔽筒，外部尺寸 24mm× 直径 10mm，可直接装配标准 4.2K 液氦低温探杆；工作温度区间＜5K，适配常规液氦制冷低温系统。原厂提供 VC1 至 VC6 六款规格输入线圈可选，线圈输入电感、磁通耦合系数梯度分布，覆盖不同阻抗样品测试需求；器件内置独立磁通反馈线圈，无交叉串扰设计，反馈与输入线圈互感低于 1pH，降低测量干扰。

VCblue 可无缝匹配 Supracon JESSY 全系列磁通锁定读出电子，也可搭配 SW1 超导开关构建可控磁通测量回路；支持裸芯片、标准屏蔽封装两种交付方案，主要面向低温电学、超导材料、量子器件领域微弱电势高精度检测。

二、原理与硬件结构

2.1 工作原理

VCblue 基于约瑟夫森量子干涉效应实现微弱电压测量：

待测低阻样品两端微弱电压施加在专用输入线圈两端，电压驱动线圈产生微弱电流，通过互感耦合转化为磁通信号输入 SQUID 传感环路；内置独立磁通反馈线圈实时抵消环境杂散磁通偏移，保障测量线性区间；JESSY 读出电子采集 SQUID 输出信号，换算还原出样品原始微弱电压数值。

器件反馈线圈与输入线圈物理隔离，二者互感＜1pH，可有效抑制反馈环路对输入测量端的信号干扰，提升微弱电压测量信噪比。

2.2 整机硬件分层结构

• 核心 SQUID 传感芯片

      本体电感约 50pH，集成约瑟夫森结对、磁通反馈线圈，磁通反馈互感 140pH；

• 可替换输入线圈模组（VC1~VC6 可选）

      独立配套线圈，区分 6 种电感与耦合规格，根据被测样品阻抗灵活选配；

• 一体化超导屏蔽外壳

      24×Φ10mm 铌制圆柱形屏蔽筒，隔绝地磁场与外部交变杂散磁场；

• 低温电气引出端子

      信号端子、反馈控制端子、加热器焊盘，适配无磁低温屏蔽线缆；

• 片上加热电阻（标配）

      通电升温释放环路俘获磁通，实验前一键复位器件工作点。

三、完整核心技术参数

3.1 VCblue 通用基础参数（全系统一）

3.2 VC1~VC6 可选输入线圈差异化参数

四、产品核心特点

• 专用电压检测架构，反馈线圈与输入线圈隔离设计，交叉互感极低，测量干扰小；

• 六款梯度输入线圈可选，覆盖不同阻抗样品微弱电压测试工况；

• 一体化 24×Φ10mm 铌超导屏蔽壳体，抑制外界杂散磁场扰动；

• 典型磁通噪声低于 2.5 μΦ₀/√Hz，适配极微弱电势高精度采集；

• 标准化低温封装，可直接适配市面常规液氦探杆，集成难度低；

• 内置片上加热复位结构，可快速清除俘获磁通，重复测量稳定性佳；

• 完美兼容 JESSY 磁通锁定读出电子，配套软件可自动完成器件调谐；

• 可搭配 SW1 超导开关搭建可控磁通回路，支持持续电流环路电压监测；

• 小型化封装结构，支持多通道阵列集成，同步多路样品电压测试；

• 裸芯片、成品屏蔽封装两种交付模式，满足科研定制集成需求。

五、全套配套系统

5.1 配套读出电子

Supracon JESSY 单通道 / 多通道 SQUID 磁通锁定读出单元，搭配 EasySQUIDcontrol 可视化测控软件，支持 SQUID 偏置调节、磁通补偿、加热器时序控制、电压信号实时采集与 FFT 频谱分析。

5.2 配套超导元器件

Supracon SW1 热控超导开关，串联输入回路实现测量通路程控通断、磁通捕获控制。

5.3 低温配套硬件

4.2K 无磁液氦杜瓦、低温专用屏蔽信号线、铌屏蔽套管、金丝键合辅料、定制多通道低温测量探杆。

5.4 可选配套配件

VC 系列全套输入线圈模组套装、外置射频滤波盒、防静电操作套件、原厂测试评估底座。

六、典型应用场景

• 低阻超导样品伏安特性测试

       超导薄膜、约瑟夫森结、超导纳米线微小压降高精度检测，获取 I-V 特征曲线；

• 量子器件微弱电势测量

       单电子晶体管、超导量子比特、磁通量子器件两端微弱电压信号采集；

• 低温电学计量实验室

       超微量电压量值比对、低温标准电阻两端电势差标定；

• 低场核磁共振配套测量

      低温线圈、超导谐振回路微小电压波动长期监测；

• 磁通动力学基础物理实验

      持续电流环路、超导磁通捕获过程电压动态变化记录；

• 超导探测器配套表征

      TES 探测器偏置回路微小电压噪声、信号基线波动检测；

• 多通道低温阵列同步测量

      多组超导器件并行测试，批量物性表征实验平台核心传感单元。

本产品全部硬件尺寸、电气参数、适配配套信息来源于德国 Supracon 官网www.supracon.com及 VCblue 原厂规格数据表；我司提供 VC 全系屏蔽封装 / 裸芯片原厂供货，可提供低温探头集成、JESSY 读出系统整机联调、实验方案定制技术支持。