当在约瑟夫森结的两端加以直流电压U时，由于隧道效应库珀对的交流电流穿过约瑟夫森结，发射频率为f的电磁波的宏观量子效应。该频率f与所加电压成正比，且满足关系式：hf=2eU，式中h为普朗克常数。e为原电荷。

如果在S(超导体)-I(绝缘体)-S(超导体) 隧道区两端加上一直流电压V(当然,这时电流大于临界电流),在结区就出现高频的超导正弦波电流，其频率与所施加的直流电压成正比,有如下关系式：

或 ，其中比例常数2e/h=483.6*106HZ/μV。

这时，结区以同样的频率(若所加电压是几微伏,则在微波区域;若为几毫伏,则在远红外波段)向外辐射电磁波。超导隧道结这种能在直流电压作用下,产生超导交流电流,从而能辐射电磁波的特性,称为交流约瑟夫森效应。

如果用频率为 的微波辐照约瑟夫森结,当结的约瑟夫森频率 等于 的n次倍频，即

，（n=0,1,2,3...）时,外加微波和结辐射的电磁波发生共振,则在I-V特性上可以测到恒压电流,随着n=0,1,2,…, 在I-V特性上出现阶梯效应,。有人以 10GHz的输入频率已观察阶梯数高于500。呈现约瑟夫森效应的结构,通常称为约瑟夫结、超导结或弱连接超导体。

利用交流约瑟夫森效应来监视电压单位的基准器，已在美国、日本、英国和加拿大等国家立为法定的保持电压基准器的方法。图1是国际计量局所设的约瑟夫森基准室正在工作的情况。