Способ определения неоднородности магнитного поля в экранированном объеме

 

Изобретение относится к магнитным измерениям, в частности оно может быть использовано для измерения градиента магнитного поля в экранированном объеме. Цель, изобретения - повышение точности измерений неоднородности поля в экранированном объеме - достигается тем, что магнитным полем воздействуют в импульсном режиме, причем направляют вектор индукции поля перпендикулярно излучению накачки, регистрируют изменение интенсивности смешанных световых потоков накачки, прошедших через две зоны ячейки, измеряют период амплитудной модуляции интенсивности суммарного светового потока и определяют значение неоднородности магнитного поля из соотношейия, приведенного в описании изобретения. Устройство для реализации способа содержит источник 1 циркулярно-поляризованного оптического излучения накачки, источник 2 магнитного поля, ячейку 3 с парамагнитными атомами, собирающую линзу 4, фотодетектор 5, магнитный экран 6, узел 7 регистрации. 2 ил.2 /^L^7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 33/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4630224/21 (22) 03,01.89 (46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Физико-технический институт им.

А,Ф.Иоффе (72) Н.А.Доватор (53) 621,317.44 (088.8) . (56) Арр!. Scl, Res.,1967, vol. 18, р. 61-67. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В Э КРАНИРОВАННОМ ОБЪЕМЕ (57) Изобретение относится к магнитным измерениям, в частности OHO может быть использовано для измерения градиента магнитного поля в экранированном объеме, Цель изобретения — повышение точности измерений неоднородности поля в экранированном объеме — достигается тем, что маг„, Ж,, 1709260 А1 нитным полем.воздействуют в импульсном режиме, причем направляют вектор индукции поля перпендикулярно излучению накачки, регистрируют изменение интенсивности смешанных световых потоков накачки, прошедших через две эоны ячейки, измеряют период амплитудной модуляции интенсивности суммарного светового потока и определяют значение неоднородности магнитного поля из соотношения, приведенного в описании изобретения. Устройство для реализации способа содержит источник 1 циркулярно-поляризованного оптического излучения накачки, источник 2 магнитного поля, ячейку 3 с парамагнитными атомами, собирающую линзу 4, фотодетектор 5. магнитный экран 6, узел 7 регистрации. 2 ил.

1709260

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано, в частности, для измерения градиента магнитного поля в экранированном объеме.

Цель изобретения.— повышение точности измерений неоднородности магнитого поля в,экранированном объеме, Поставленная цель достигается тем, что при воздействии на ячейку с парамагнитными атомами оптическим излучением накачки и магнитным полем и регистрации изменения поглощения ячейкой излучения накачки магнитным полем воздействуют.в импульсном режиме, причем направляют вектор индукции поля перпендикулярно направлению накачки, а изменение оптического поглощения регистрируют одновременно в двух зонах ячейки путем смешивания световых потоков, прошедших через эти зоны, измеряют период амплитудной модуляции интенсивности суммарного светового потока и определяют значение неоднорОдности магнитного пОля иэ соотношения =4(ут ) -, где у- гиромагнитное отношение для парамагнитных атомов;

P- расстояние между зонами ячейки;

Т вЂ” период амплитудной модуляции.

На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления способа измерения неоднородности магнитного поля в экранированном объеме; на фиг.2 — прецессия на.магниченности оптической ориентированных парамагнитных атомов в двух выделенных зонах ячейки (а) и временная зависимость фототока (б) при импульсном включении исследуемого магнитного поля ()

На схеме (фиг.1) обозначены: 1 — источник циркулярно-поляризованного оптического излучения накачки; 2 — источник магнитного поля; 3 — ячейка с парамагнитными атомами; 4 — собирающая линза;,5— фотодетектор; 6 — магнитный экран; 7- узел регистрации.

Сущность способа состоит в следую-. щем.

Помещают стеклянную ячейку цилиндрической формы, содержащую парамвгнитные атомы, в магнитный экран, в котором с помощью источника магнитный индукции создают неоднородное магнитное поле (например, пара колец Гельмгольца, часть обмоток которых включена встречно), под действием циркулярно-поляризованного излучения накачки в ячейке происходит ориентация парамагнитных атомов, находящихся в двух зонах ячейки, выделенных с помощью маски из светонепроницаемого материала, надеваемой на ячейку, или с помощью системы диафрагм, расположенных перед линзой. Результатом ориентации атомого магнитного поля, причем период прецессии однозначно связан с величиной индукции магнитного поля в этих зонах.

Чтобы вызвать прецессию, необходимо воздействовать на атомы импульсным магнит-! ф =!ф соз t * ï +ën

2 мов является макроскопическая намагниченность вдоль луча накачки. Способ определения неоднородности магнитного

10. поля в экранированном объеме основан на физическом принципе — возбуждение свободной прецессии,парамагнитных атомов одновременно в двух зонах ячейки под действием импульсного включения исследуе15

Вл+л, Гт/т2 к с0$2

*1 1 -1 где Т2 =Т2евет +Т2тепл — Эффективное в ремя поперечной релаксации, определяемой

20 ным полем, вектор индукции которого направлен перпендикулярно излучению накачки, длительность импульса должна быть т >Т2, где T2 — эффективное время поперечной релаксации атомов„а скважность

25 импульсов Q Ç, однако период свободной прецессии не зависит ни от скважности, ни от длительности импульсов, а определяется амплитудой импульсного магнитного поля, которая равна величине исследуемого маг30 нитного поля В, Из-за неоднородности магнитного поля прецессия намагниченности в укаэанных зонах ячейки происходитс разной скоростью, определяемой лармоновской частотой: аЪ = у В1 и аЯ у Bz. Изме1 нение:намагниченности приводит к изменению светопропускания ячейки, что вызывает появление модуляции интенсивности света, прошедшего через выделенную зону на лармоновской частоте (фиг.2), С помощью линзы, расположенной после ячейки, происходит смешивание световых потоков, в результате суммарный световой поток оказывается промодулированным по амплитуде на частоте, равной полуразности частот свободной прецессии в двух зонах ячейки. Определение периода амплитудной модуляции суммарного потока осуществляется фотодетектором, помещенным в фокусе собирающей линзы. Фототок имеет

0 следующий вид:

1709260 =4 (r T ) Формула изобретения

=4ю(уТС) 15

Составитель О.Раевская

Техред М. Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор А.Огар

Заказ 423 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 процессами световой и тепловой релаксации;

1ф — максимальное значение переменной составляющей фототока.

Измерив период амплитудной модуляции фототока Т =4л (оЪ -й4), можно определить величину неоднородности магнитного поля как

Способ определения неоднородности магнитного поля в экранированном объеме, . включающий. воздействие на ячейку с парамагнитными атомами оптическим излучением накачки и магнитным полем, регистрацию изменения поглощения ячейкой излучения накачки, о т л.и ч а ю шийся тем, Z что, с целью повышения. точности измере- ния, магнитным полем воздействуют в импульсном режиме. причем направляют вектор индукции поля перпендикулярно к из5 лучению накачки, регистрируют изменение интенсивности смешанных световых потоков накачки, прошедших через две зоны ячейки, измеряют период амплитудной мо-. дуляции интенсивности суммарного свето10 вого потока и определяют значение неоднородности магнитного поля иэ соотношения где у- гиромагнитное отношение для парамагнитных атомов;

1 — расстояние между двумя зонами

20 ячейки; . Т вЂ” период амплитудной модуляции.