|
|
При нестационарном Д- Э. рааписть фаз на коитлк-те зависит от времени:
К (дф/йО - 2eF, (2)
где V ≈ напряжение па контакте, е ≈ заряд электрона. Ур-ние (2) является следствием Шр╦дитера уравнения для волновой ф-ции пари снерхпроводящих электронов при наличии постоянной потенц. анергии 2eV и но связано с наличием прослойки, я имеет общий характер. Частота ч> сверилроводнщрго тока через контакт определяется соотношением:
h(a--^2cV. (3)
Соотношения (2) и (3) называются соотношениями Джо-зофсона.
Нестационарный Д э можно рассматривать также как прохождение сверхцровоцящих электронов через прослойку, сопровождающееся изменением их энергии на величину 2eV в расч╦те на каждую купсронскую пару. При этом процессе испускаются кванты эл.- магн. излучении с частотой v -aaZst, связанной с пзченрни-ем энергии соотношением (3). Т. о., при нестационарном Д. э. контакт, находящийся при пост, напряжении, генерирует перем. сверхироноднщий ток. Имеет место и обратный процесс: при облучении джозефсоновского контакта СВЧ-излучсниеи с частотой Q, удовлетворяющей условию
nh&--=2eV (4)
(п ≈ целое число), прохождение сверх проводящих влектронов черед контакт происходит с ног лощением п фотонов внеш. поля, что приводит к появлению дополнит, тока через контакт, т. е. к возникновению на ВАХ участков с нулрпым дифференциальньш сопротивлением. Наблюдение таких участков п явилось первым косвенным обнаружением нестационарного Д. э. В 1903 [31. Прямое наблюдение генерации СВЧ-излучения джозефсонивским контактом, находящимся под пост, напряжением, было осуществлено в 1905 |4].
Кроме туннельных структур дгкозефгоновскис контакты могут представлять собой т. н. слабосвязанные сверхпроводники, т. е. два сверхпроводника, соединенных узким II коротким сверх проводящим или пор-мальньщ «мостиком», тонкой прослойкой нормального металла либо с помощью точечного контакта. Аналог нестационарного Д. э. наблюдается также н очень узких однородных сверхпранодящнх проволочках, где джозефс.опонская генерация возникает при пропускании достаточно большого тока. Совокупность явлений, связанных с Д. э. в разл. системах, носит назв. слабой
СБСрХПрОВОДИМОСТИ 15.0,7].
Д- э. подтверждает оси- концепцию совр. теории сверхпроводимости ≈ наличие единой волновой ф-ции и фазовой ко1ерентности спаренных алектроков в свер\про-водящем состоянии. По своей доступности эксперим. исследованию Д. э. представляет собой одну ив уникальных возможностей изучать проявления квантовых свойств микромира в макроскоппч. масштабе.
Д э. используют в целом ряда криогенных приборов. Соотношение (1) является основой нрактич. использовании стационарного Д. э. в т. п. сверх про водящих квантовых интерферометрах (скзида.т). ДК могут применяться в качеств* генераторов и детекторов СВЧ-цчапазона. Свойство ДК переключать!: н с нулевого па конечное напряжение при превышении током крнтич. значения в совокупности с малой емкостью позволяет использовать их в качестве быстродействующих логич. элементов ЭВМ [7, 81. Соотношение (4) может использоваться для уточнение фундаментальных физических констант И создания стандартов напряжения. На основе Д. э, совр, методами измерено отношение 2е/£ = 4,83594000-10" Гц/В с погрешностью 2Х
Х10
-6
что позволяет создать стандарт вольта с; по-
-J A n d и г а о ii P. W., Rowel] J. M., РгоЪзЫц Obscr-vnl.ioti of the joserilison supercimdurtiiig tunneling effect, «ljhys. Rtv. Lttl.», 1ЭИЗ, v, 10, p. 230; 3) S li a p i г о S., Josrphson currents in siipereonductmR tuniiHline- tlie t-ftoct i>f micriiwavta Hnd other observations, там же, 1Я6Я, v. 1 1. ji. ЙО; 4) Я. н с о н И. It., Свистунов Б. М.. Д м и т |i е н к о И- М-, Энсгшримен-тальное наблюдение туннельного эффента Для иуппюйских пй\> с излучением фотонов, «НСЭТФ», 19S&, т. 18. с. 97fi; 51 К у-л ч к И. и., Я н с о а И. К., Эффект Дткозефсопа в cneyix-пгюводящнх туннелыгыя структурах, М., 1970; 6) Бароне А., П а т е р н о Д.. Эффект Джозофсона : фпэика и применении, Tii'p. с англ., М . 1384; 7| Л и * а р е в И. К-. Впспснне в ди-яамину дшпярфгонопсках персходоп, М . lV)8j. II. Б. Иопнин.
ДЖбНСА МАТРИЧНЫЙ МЕТОД ≈ способ описания амплитуды, фазы И состояния полнрнчацпи плоских монпхроматн'1. (т. е, котеропткых) эл.-магп. волн, проходящих через оитич. системы, оОла дающие двойным лучепреломлениям и дахроиамом. Метод предложен Р. Джонсом [1] и базируется на двух понятиях: вектора Джонса, характеризующего состояние светового 110TUKA, п матрицы (оператора! Джонса, описывающей свойства оптнч. системы. Фнз. основой Д. м. si. является лнкеиног.ть ур-ний эл.-магн. поля и ур-нчй cBHjii. позволяющая применить аппарат линейной матричной алгебры. Д. м. м. часто используется для расч╦та полнризац. систем, особенно в лазерной технике.
Пусть эл.-нэгн. волна частоты м в лабораторной системе координат распространяется по оси г (колебания Е-волны происходят в плоскости xijY-
} = ╗Х cos (a>f ≈ kz-\-
os(tat≈ frE+6,,) у, (*)
где k ≈ волновой вектор, Ь ≈ нач. фаза. Тогда E(z, <) можно представить в виде 2x1 вектор -столбца:
Еу ехр (ш( ≈ kz + by
= ехр (it>() ехр (≈ifcz)
ОграЕНЧИваясь (как обычно в оптике) рассмотрением стационарных процессов, можно отбросить временной МНОЖИТРЛЬ и пользоваться кратким символич. обозначением:
Интенсивность волны
(* ≈ комплексное сопряжение).
Поскольку в рамках линейной оптики величина абс. интенсивности не существенна, для упрощения ф-л можно «нормировать» векторы, полагая £*Ж=1. D таких обозначениях вектор Джонса волны, линейно поляризованной по оси х или у, будет соответственно
а волны правополяризосанной -
грешностью ~ 10 ~~".
Лит.- I) Joseplison В. D., Possible new effects in superconductive luunelmy, «Phye. Ltlt.n, 10132. v. 1, i). 2Ы;
В общем случае два ортогональных вектора Джонса описывают две эллиптически поляризованные волны, эллипсы тс-рых противоположны по направлению обхода м -имеют взаимно перпендикулярные оси (т. е. наиболее общий случай полной поляризации когерентных световых потоков).
Построение матриц Джонса можно проиллюстрировать примером со световой волной, падающей нормально на пластинку из одноосного кристалла, оп-твч. ось к-рого х' лежит в плоскости ху и составляет с
U
О
