Рабочее вещество для ячейки поглощения

 

(») 622191

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сок)а Советских

Социалистических

Республик, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.03.77 (21) 2460184/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,08.78. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 04.08.78 (51) М. Кл.-

Н 01S 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.375.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. П. Харчев и В. С. 7Колнеров (71) Заявитель (54) РАБОЧЕЕ ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ЯЧЕЙКИ

ПОГЛОЩЕНИЯ

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к квантовым стандартам частоты и магнитометрам с оптической накачкой, использующим ячейку на парах рубидия. 5

Известно рабочее вещество для ячейки поглощения, содержащее естественный рубидий с процентным содержанием компонентов:73% Rbss и 27% Rbsv (1). Недостатком этого рабочего вещества является 10 большой сдвиг частоты рабочего перехода светом накачки Rbs при работе без ячейки фильтра.

Известно рабочее вещество для ячеек поглощения, состоящее из изотопов Rb" и 15

Rb" (2), в котором процентное содержание компонент Rb" и Rbs отлично от естественного.

Это рабочее вещество для ячейки поглощения, совмещающей функции ячейки 20 фильтра и ячейки поглощения, содержит два изотопа рубидия со следующим процентным содержанием компонентов, вес. %.

Rbss 42 — 56

Rb87 44 — 58 25 обеспечивающее уменьшение сдвига частоты рабочего перехода F= l, mr — — 0 -F=2, mr=0 изотопа Rb ) светом накачки изотопа Rb" при одновременном увеличении величины резонансного сигнала. 30

Величина резонансного сигнала может быть увеличена при накачке светом изотопа Rbs однако величина сдвига частоты рабочего перехода этим светом накачки получается порядка 1.10 — (в относительных единицах) .

Целью изобретения является уменьшение сдвига частоты рабочего перехода светом источника накачки, содержащего пары изотопа Rbs при одновременном увеличении величины резонансного сигнала.

Указанная цель достигается тем, что рабочее вещество для ячейки поглощения, накачиваемое светом изотопа Rb, имеет следующее процентное содержание компонентов, вес, %.

Rb85 30 — 40

Rbs7 60 — 70

Этот результат был получен экспериментально. Изотопы Rbs5 и Rbs выделялись при нагревании из предварительно развешенных таблеток соответствующих бихроматов рубидия с титаном. Были изготовлены шесть ячеек с разным (в весовых процентах) содержанием изотопов рубидия:

100o/þ Rbs7 90o Rbsv и 10o/0 Rbs5 70ю/ Rbsv и 30 / Rbss 50 / Rbs и 50% КЬе5 30s/s КЬ8т и 70О/о Rbs5 10 /ю Rbs H 90% Rbs5 По дан ным полученным в результате исследования ячеек были построены графики, пред622191

3 ставленные на фиг. 1 и фиг, 2. Результаты исследований позволяют сравнить предложенное рабочее вещество с известным.

На фиг. 1 показана зависимость сдвига ча "тоты рабочего перехода (F = l, m> — — 5

==-0 F=-2, m =О изотопа Rb8 ) светом накачки изотопа Rb (в относительных единицах) от процентного содержания компонентов рабочего вещества. Кривая 1 соответствует температуре ячейки 50 С, 10 кривая 2 соответствует 55 С и кривая 3 соответствует 60 С. Все три кривыс имеют точки пулевого значения сдвига частоты рабочего перехода светом накачки в области, соответствующей следующему содер- 15 жанию компонентов, вес. %:

Rb88 30 — 40

Rb87 60 — 70

На фиг. 2 показана зависимость величины резонансного сигнала (в относительных единицах) от процентного содержания компонентоь.

Кривая 4 соответствует температуре ячейки 50 С, кривая 5 соответствует 55 С и кривая 6 соответствует 60 С. Максималь- 25 ное значение величины резонансного сигнала получается в той же области содержания компонентов при температуре ячейки

55 С (крпвая 5). Кривая 7 построена для случая, когда источником оптической накачки является спектральная лампа с Rb при температуре ячейки 55 С. При этой температуре получается максимальная величина резонансного сигнала. Кривая 7 приведена для обоснования критики прото- З5 типа. Сравнение величин резонансного сигнала при накачке светом изотопа КЬ" (кривая 5) и светом изотопа Rb8 (кривая

7) "îâîðèò о том, что при накачке светом изотопа Rbs" величина резонансного сигна- 4О ла получается в два и более раз больше, чем при накачке светом изотопа Rb8 .

Сравнение предложенного рабочего вещества с известным при накачке светом изотопа Rb" показывает, что предложенное рабочее вещество обеспечивает увеличение величины резонансного сигнала примерно на 15% (см. кривую 5), а сдвиг частоты рабочего перехода светом накачки может быть уменьшен больше чем в 10 раз, так как изменением температуры ячейки в пределах +.5 С сдвиг частоты рабочего перехода светом накачки может быть установлен олизким к пулю, что не может быть сделано для известного рабочего вещества без уменьшения величины резонансного сигнала. Например, если уменьшить температуру ячейки, тсм самым попытаться получить нулевое значение сдвига частоты рабочего перехода светом накачки для известного рабочего вещества, то при этом уменьшается величина резонансного сигнала, и, кроме этого, само снижение рабочей температуры ячейки поглощения приводит к уменьшению диапазона рабочих температур прибора, в котором она используется, Предложенное рабочее вещество для ячейки поглощения позволяет улучшить . точностные характеристики квантовых стандартов частоты и магнитометров на парах рубидия.

Формула изобретения

Рабочее вещество для ячейки поглощения, состоящее из изотопов Rb и Rb8, отл и ч а ющеес я тем, что, с целью уменьшения сдвига частоты рабочего перехода светом источника накачки, содержащего пары изотопа Rb, при одновременном увеличении величины резонансного сигнала, рабочее вещсство имеет следующее содержание компонентов, вес. %:

Я)-,88 30 — 40

Rb87 60 — 70

622191

-10

3fx 3>бб 70 зо

<о

66 о а

-го

U,o.e.

1,а

0,6

o,+

o,z

<оо и,б

+0 60 80

20 фиг. 2

Составитель А. Царев

Тсхред О. Тюрина

Корректор Н. Федорова

Редактор Н. Коляда

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1501/17 Изд. № 592 Тираж 922

НПО Госуд".ðñòâñííîãî комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4,5