Способ получения z-сигнала магнитного резонанса в условиях быстрой гармонической модуляции параметра
Изобретение относится к квантовой магнитометрии. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет получения фазы поглощения сигнала. Способ включает воздействие на систему атомов взаимно перпендикулярных постоянного магнитного поля Н0 и радиочастотного магнитного поля Hi cos со t, амплитуду которого модулируют по гармоническому закону Hi H ю (1+ mcos Qt) при фиксированной сд а также одновременное облучение атомной системы циркулярно поляризованным светом, распространяющимся в направлении постоянного магнитного поля, и последующее детектирование прошедшего атомную систему света на частоте модуляции Q где т 1.1 О/у Ню. а Ню Vf/y2 Ti, где Ti - время продольной релаксации, угиромагнитное отношение, Г - ширина линии магнитного резонанса сл с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР р ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4718346/21 (22) 11,07,89 (46) 15.11,91, Бюл. М 42 (71) МГУ им. M.Â. Ломоносова (72) P.М. Умарходжаев, С.Д. Петрова и Л.С. Корниенко (53) 621,317,44(088,8) (56) Оптика и спектроскопия. Т 51, вып. 1, с. 52. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-СИГНАЛА МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА В УСЛОВИЯХ БЫСТРОЙ ГАРМОНИЧЕСКОЙ МОДУЛЯЦИИ ПАРАМЕТРА (57) Изобретение относится к квантовой магнитометрии. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет получения фазы поглощения Изобретение относится к квантовой магнитометрии и может быть использовано в системах, предназначенных для измерения и точного слежения за величиной магнитного поля в широком диапазоне значений магнитных полей. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей способа за счет получения фазы поглащения сигнала, Цель достигается тем, что в способе быстрой модуляции параметра в качестве параметра используют амплитуду резонансного радиочастотного магнитного поля. Способ включает воздействие на систему атомов взаимно перпендикулярных постоянного магнитного поля Н0 и резонансного радиочастотного магнитного поля Н1соз or t, „,. Ж 1691805 А1 сигнала. Способ включает воздействие на систему атомов взаимно перпендикулярных постоянного магнитного поля Н и радиочастотного магнитного поля H> cos в с, амплитуду которого модулируют по гармоническому закону Hi=H )o (1+ mcos Q t) при фиксированной or, а также одновременное облучение атомной системы циркулярно поляризованным светом, распространяющимся в направлении постоянного магнитного поля, и последующее детектирование прошедшего атомную систему света на частоте модуляции Q где m=1.1 Q/у Н1о, à H > o- =v Г/у Т1, где Т1 — время продольной релаксации, угиромагнитное отношение, à — ширина линии магнитного резонанса. амплитуду которого модулируют по гармоническому закону Н>-Н>о(1+гпcоs Qt) с глубиной модуляции m и частотой упри фиксированной в. а также одновременное облучение атомной системы циркулярно поляризованным оптическим излучением, распространяющимся в направлении постоянного магнитного поля, и последующее детектирование прошедшего атомную систему оптического излучения на частоте модуляции Q где Q» à — ширины линии сигнала магнитного резонанса. Для получения максимального сигнала на вели чину Hto выбирают из соотношения H>o = - лI р, где T> — время лродольнон релак Т1 1691805 сации, а глубину Moцуляции m для кажда а Н)o иэ соотношения m =- 1, „Гт у а Условия для величины Н1о и m получены иэ расчета, который показывает, что величина детектируемого на частоте Q a 2-направлении сигнала поглащения Mzv определяется выражением Mz<== lo,ф I1 ф Vo sir. и где Vo — блоховский сигнал поглащения, ап,2, тимальный при условии () Н1а) = — = 1, Г 1о (P, 11 ф — функции Бесселя; уH1om P — индекс модуляции ф -- — —;.— ), Величина Mzv максимальна при оптимальном Н1а и максимальном значении п аизведения 4 (P) Ii ()3), чта достигает я при P = I,1, откуда величина глубины модуляции, которая в отличии ат ра,,иотехники может бгять любой, равняется m =!,1 -. После усиления и фазового деус о тектирования Mzv сигнала имеем сигнал поглащения 4 ф) I< (,В) 1 О. На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предложенный способ, Устройство содержит оптичесz,èé,öíòчик сигналов магнитного резонанса, состоящий из ячейки 1, представляющей собой ампулу с парами рабочего вещества, индуктора 2 постоянного магнитного паля, индукгора 3 радиочастотного магнитного поля, источника 4 резонансного оптического из-. лучения, кругового поляризатора 5, приемника 6 ОптическогО излучения, крОме тога, устройство содержит генератор 7 высокой частоты, генератор 8 частоты модуляции. амплитудный модулятор 9 с регулируемой глубиной модуляции, селективный усилитель 10 частоты модуляции, фазовый детектор 11. Устройство работает следующим абраЗОм, Ячейку 1 располагают в центре индукторов магнитных полей, Фтомы рабочего ве.цества оптически ориентируют циркулярно поляризованным резонансным излучением, распространяющимся вдаль индуктара г:остояннога магнитного паг».я. Изменение интенсивности прошедшего сквсзь ячейку излучения регистрирукг фотап риемни:ам 4 0 Гб 6, Для получения сигналов магнитного резонанса на атомную систему, помещенную в постоянное магнитное поле, создаваемое индуктаром 2, воздействуют радиочастотным магнитным полем, создаваемым индуктором 3, Для этого на вход индуктора подается напряжение с выхода амплитудного модулятора 9. Сигналам магнитного резонанса является модуляция на частоте Q интенсивнссти прошедшего рабочую ячейку 1 излучения, детектируемога фотоприемником 6. Сигнал с фотоприемника усиливается селективным усилителем 10 и детектируе.гся фаэовым детектором 11. На выходе фазового детектора при медленном свиппировании поля - получаем сигнал в фазе паглащения. Формула изобретения Способ получения 2-сигнала магнитного резонанса в условиях быстрой гармонической модуляции параметра, включающий воздействие на систему атомов взаимно перпендикулярных постоянного магнитного паля и резонансного радиочастотного магнитного поля, а также одновременное облучение атомной системы резонансным циркулярна поляризованным оптическим излучением, распространяющимся в направлении постоянного магнитного поля, и последующее детектирование прошедшего атомную систему оптического излучения на частоте модуляции, значительно превышающей ширину nèíèè сигнала магнитного резонанса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей =пасоба за счет получения фазы поглащения сигнала, в качестве параметра модуляции используют амплитуду радиочастотного поля, которую модулируют по гармоническому закону при фиксированной частоте радиочастотного поля, Р-=:Í.o(1+ moos " t) где Н1 — амплитуда радиочастотного поля; m - 1,1 — —, — глубина модуляции; Q — частота модуляции; Н1о = У Р T< — время продольной релаксации в атомной системе; у- иромагнитное отношение; Г -- ширина линии сигнала магнитного резонанса. 1691805 р л/ц Составитель О. Раевская Редактор М. Келемеш Техред М.Моргентал Корректор О, Ципле Заказ 3927 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент",.г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
