Квантовый магнитометр с оптической ориентацией атомов

 

Изобретение относится к магнитометрическим устройствам и может быть использовано в технике точного измерения магнитного поля в условиях высокого уровня электромагнитных помех. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается введением управляемого источника 7 света, фотодиода 8 и конденсатора 9. Магнитометр содержит датчик 1, электронный формирователь 2, индуктор 13 переменного поля, светодиоды 3, 4, генератор 5 возбуждения, спектральную лампу 6, циркулярный поляризатор 10, линзу 11, камеру поглощения 12, фотоприемник 14, широкополосный усилитель 15. 1 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (И) (sl)s 6 01 R 33/26

ГОСУДАРСТВЕННБ!Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4610406/21 (22) 28.11.88 (46) 15.11.91, Бюл. М 42 (71) Ленинградский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова (72) Ю.В. Борисов и В.Н. Слюсарь (53) 621.317.44(088.8) (56) Померанцев Н.М., Рыжков В.M. и Скроцкий Г.В. Физические основы квантовой магнитометрии. M. Наука, 1972, с. 381 388.

Никитенко Ю.В., Роганов A.Á. и Таран

Ю.В. Многоканальный стабилизатор магнитного поля в микротесловом диапазоне.

Препринт ОИЯИ 13-85-303, Дубна, 1985, с.

4-10, Изобретение относится к магнитометрическим устройствам и может быть использовано в технике точного измерения магнитного поля в условиях высокого уровня электромагнитных помех, Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже представлена функциональная схема магнитометра.

Магнитометр содержит датчик 1, электронный формирователь 2, световоды 3, 4, генератор 5 возбуждения, спектральную лампу 6, управляемый источник 7 света, фотодиод 8, электрический конденсатор 9.

Датчик включает в себя расположенные на одной оптической оси, направленной под углом 45 к измеряемому магнитному полю, циркулярный поляризатор 10, элементы 11 фокусировки светового потока (линзы), ка(54) КВАНТОВЫЙ МАГНИТОМЕТР С ОПТИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИЕЙ АТОМОВ (57) Изобретение относится к магнитометрическим устройствам и может быть использовано в технике точного измерения магнитного поля в условиях высокого уровня электромагнитных помех. Цель изобретения — повышение точности измерений— достигается введением управляемого источника 7 света, фотодиода 8 и конденсатора 9.

Магнитометр содержит датчик 1, электронный формирователь 2, индуктор 13 переменного поля, светодиоды 3, 4, генератор 5 возбуждения, спектральную лампу 6, циркулярный поляризатор 10, линзу 11, камеру поглощения 12, фотоприемник 14, широкополосный усилитель 15. 1 ил. меру 12 поглощения, помещенную внутри индуктора 13 переменного поля. Электрический формирователь включает в себя фотоприемник 14 и широкополосный усилитель 15 обратной связи с заданной фазовой характеристикой для обеспече- QQ ния самогенерации магнитометра. Выход С)

16 широкополосного усилителя 15 являет- ф, ся выходом электронного формирователя

2. Датчик.3 оптически связан со спектральной лампой 6 и фотоприемником 14 с помощью световодов 3 и 4, Управляемый источник 7 света оптически связан с фотодиодом 8 и должен иметь линейную зависимость мощности светового потока от входного напряжения. Фотодиод 8 подключен к индуктору 13 через конденсатор 9, имеющий пренебрежимо малую утечку тока, чтобы не вносить погрешности в измерения

1591804 магнитного пОля, Берхня11 Грани 1ная час и) та фо ГодиОДВ 8 Должна быть значит8льн с эы1ле рабОчеЙ частоты маГнчтометра1.

Магнитометр работает следующим образ зм, !

Свет спектральной лампы 6, 661збуждаемой генератором", через световод 3, лин:-,,:

11 и циркулярный поляризатор "1О поступает 8 камеру 12- поглощен11Я с парами рабочеГО вещества. При маГнитном резОнанс6 ",O свег модулируется с резонансной частотой и через линзу 11 и с Вггговод 4 по )адает на фотог1риемник 14, Где преобразуется

В электрический сиГHаг, уcилиВ 38м ыи широкополосным усили) елем ",5 с задан 15 нОЙ фаэОВОЙ характеристикОЙ, Бь)ходн1: 6 напряжение усилителя упоавляет мощность)о светового IlGTGKB i)(ffpeâëëeìîã0 исто Iника 7 света, Фотодиод 8 преобразует знерги10 модулированного света управляе- 28 мого источника 7 в энергию злектричecKGI.. тока, создающего переменное лала В инду:.— торе 13 без постояннои ООставляющей, благодаря наличию конденсатора 9. Таки:,«. образом замыкается цег1ь положит зльнс и 25

ОбратноЙ связи, с помощью КОТСIрой В маг" нитометр8 поддерживаются непрерыВнь 8 кол ъбания с частстой, прог1орциональнпй иэм8ряемОму маГнитному полю, Г1ри Этом фотодиод рабGTBBT беэ прило- 31)

)K8li- ия ВнешчеГО смещения В фОтОГал ьваничесхОм режим8. 1)ри 13абот& фотоДНОда В фотогальваническом ре: химе, ecAN oil He н::)гру)кен по постоя -ному току, алектроны и

Дырки, 1.енерированные излучением и р:"з- 35 деленные потенциальным барьером, 1-6 могут Отходить ВO вне11111ю о цеп1;. Пгоисх))дит накопление зарядов в обоих областя

p G-перехода и нд BH8LLIHNx выводах ВОзникает фо)оЭ 1С, что обуславливает применение pNQpHG-0 оптрона В качестве источника питания.

Фотодиад под воздействием модулированного света сг1особеи создавать переменный ток через конденсатор в катушку

,индуктор) с малым запаэг! ывс1нием и достатОчнОЙ ДлЯ рабогы маг11игОм8тг)а амплиту дой (5С МКА), Благодаря гальваничсской развязке

Датчика магнитометра 1 и зг1ектронного формирователя 2 и вследствие однонаправленности и невосприимчивости к действию электромаГнитных полeN Оптич8ских KBHBлов связи Обеспечивается высокая точность магнитометра в условиях помех.

Датчик fiе содержит активных элементов и efG можно помещать вблизи источниKOB СИЛЬНЫ)(Г)ОМВХ, Формул;1 изобретения . Квантовый магнитометр с оптической ориентацией атомов, включающий злектроннь. и формирователь и индуктор переменнОГО fl0 !я, 0 т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с цель)о повь:шения точности измерения, в него введен управляемь)Й источник света, фотодиод, электрический конденсатор, Г1ричем уГгравляемый источник сВВТВ, Опти чески св)1эан11ый с, фотодиодом, соединен с

Выходом злах-ронного формирователя, один вывод фотздиода подключен к первому выводу индуктора переменного поля непосредственно, а другой вывод через последовательно (-. 08диненныЙ с ним KQHденсатор подкл10чен к второму выводу индуктОра переменнОГО 11оля.

1691804

Составитель О. Раевская

Техред М.Моргентал

Корректор О. Ципле

Редактор М. Келемеш

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3927 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5