Широкополосной квантовый магнитометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 5.1.. 3 .333 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено17.10.74(21) 2067194/26-21 (51) М. Кл. 0 01Я 33/08 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано o50576.,Бюллетень №17 (53) УДК 621.317.444 (088.8) (45) Дата опубликования описания 28.06 76 (72) Авторы изобретения

С, В. Архипов и В, В. Панин (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженернь физический институт (S4) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ КВАНТОВЫЙ МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к квантовой магнитометрии, может быть использовано для измерения слабых переменных магнитных полей.

Известен квантовый магнитометр, исполь- 5 зуюший вынужденную прецессию системы магнитных моментов с периодическим прохождением через резонанс, содержащий источник ориентирующего света, модулятор интенсивности света, газовую ячейку, фото- 10 детектор и усилитель.

Цель изобретения — расширение частот ного диапазона измеряемых слабых магнитных полей.

Предлагаемый широкополосный кванто- 1& вый магнитометр отличается тем, что в него

I введены катушка, ось которой перпендикулярна лучу ориентирующего света, источник постоянного тока, подключенный к катушке, второй источник ориентирующего света, излучение которого перпендикулярно оси катушки и направлению первого источника ориентирующего света, частотный демодулятор и импульсный модулятор интенсивности, причем газовая ячейка помещена в катушку, фотодетектор установлен на пути луча света второго источника по другую сторону газовой ячейки и соединен со входом усилителя, выход которого подкшочен ко входу частотного демодулятора, являющегося выходом устройства, и ко входу блока импульсной модуляции интенсивности света, выход которого соединен со входом модулятора интенсивности света.

На чертеже представлена струк гу1 ная схема устройства.

Магнитометр содержит источник ориентирующего света 1, модулятор интенсивности света 2 и газовую ячейку 3, расположен ные на одной оси. Газовая ячейка помещена в катушку 4, подключенную к источнику постоянного тока 5, ось которой перпендикулярна лучу света. Источник ориентирующего света .6 и фотодетектор 7 расположены на оси, проходящей через газовую ячейку перпендикулярно оси катушки 4, Выход .фотодетектора 7 соединен со входом усилителя 8, выход которого подключен, в свою очередь, ко входам частотного демодулятора

9 и блока импульс=ной модуляции интенсив513333 ности ориентирующего света 10, Выход последнего соединен со входом модулятора интенсивности света 2.

Работает магнитометр следующим образом.

Ориентирующий свет от источника l проходит через модулятор 2, преобразуется при этом в импульс света длительностью много меньшей периода ларморовой прецес« сии и, попадая в газовую ячейку 3, возбуждает в ней прецессию магнитного момента. Мгновенная частота прецессииопредаляется величиной поперечного магнитного поля в газовой ячейке 3, котораяскладывается: иэ величины измеряемого переменного поля и ц поля, создаваемого катушкой 4, Постоянное магнитное поле должно быть таким, чтобы ларморова частота, соответствующая ей, была по крайней мере на порядок выше верхней граничной частоты измеряемого поля, Ориентирующий свет от источника 6, проходя через газовую ячейку 3, модупируется по интенсивности с частотой прецессии и попадает. на фотодетектор 7, Сигнал с фотодетектора через усилитель 8 подается на блок импульсной модуляции света 10, который через достаточно большое число периодов ларморовой прецессии выдает на модулятор интенсивности света 2 ко» роткие отпирающие импульсы, сфаэированные с вектором намагниченности. Блок импульсной модуляции 10 может быть выполнен, -например, на фазометре и релаксационной схеме, блокирующей вход фаэометра на требуемое время после каждого импульса на его выходе, Частотномодулированный по за» кону изменения магнитного поля сигнал с усилителя 8 подается на частотный демодулятор 9, с которого снимается аналоговый сигнал, соответствующий измеряемому полю, Фазовая погрешность цепи обратной связи в таком устройстве распределяется по всему числу периодов прецессии между импуль» сами накачки, и результирующая относительная погоешность этой цепи может быть сде« лана значительно меньшей, чем в известных

® устройствах (на несколько порядков), Формула изобретения

Широкополосный квантовый магнитометр, содержащий источник ориентирующего света, модулятор интенсивности света, газовую ячей«у, фотодетектор и усилитель, о т и и ч à ю. шийся тем, что, с целью расширения частотного диапаэона измеряемых слабых

® магнитных полей, в него введены катушка, ось которой перпендикулярна лучу ориентирующего света, источник постоянного тока, подключенный к катушке, второй источник ориентирующего света, излучение которого перпендикулярно оси катушки и направлению первого источника ориентации света, частотный демодулятор и импульсный модулятор интенсивности, причем газовая ячейка помещена в катушку, фотодетектор установлен на

® пути луча света второго источника по другую сторону газовой ячейки и соединен со вхо-! дом усилителя, выход которого подключен ко входу частотного демодулятора, являюI шегося выходом устройства, и ко входубло® ка импульсной модуляции интенсивности света, выход которого соединен со входом модулятора интенсивности света, IlHHHIIH акаэ 1050/55 Тираж 1029

Подписное

Филиал ППП Патент", . Ужгород,ул. Проектная, 4