Пассивный стандарт частоты на сверхтонкой структуре атомов

277135 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик( 1280711/26-25) Заявлено 04.Х 1,196с присоединением зПриоритет Кл, 21 д,ВКЦ,"1 Е Комитет по делам иаобретеиий и открыти при Совете Министров СССРат Авторизобретен Н. ЯкобсонМ , ( аявител Й ПАССИВНЫЙ СТАНДАРТ ЧАСТОТЫ НА СВЕРХТСТРУКТУРЕ АТОМОВ вантовой элек- вантово-механиИзобретение относи тропике, а имнпо к г ческих стандартов часИзвестны непрерыв ные стандарты частот туре атомов, содержа тор, устройства для задающего генератора перехода, используемо радиоспектросксп, где селенностей между в скими состояними, и ки частоты,тся к круппе ктоты.но работающие пассиьы на сверхтонкой струкщие задающий гецерапреобразования сигналадс "астоты атомеого го в радиоспектрсскопе, создается разность наыбранными энергетичесистему автоподстройПри построен;и стандартов частоты используется атомный переход Гтр =О, Гте =0 основного состояния водорсдоподобцых атомов, частота которого при слабом магнитном поле меняется по,квадратичноху закону ст величины поля. Чтобы уменьшить влияние не стабильности магнитного поля на частогу стандарта, г, рабочей части радиоспектроскопа создают поле (электромагнитом ц системой ъагцитных экранов), напряженност 1 о 0,03 - 0,1 эрстеда, защищающее устройство 2 от внешних магнитных, полей. Для достижения относительной нестабильности стандарта меньшей 10 11 изменения поля не должны превышать 10-4 эрстеда, Такие изменения существенно зависят от старения материалов 3 экранов, температуры ц внешних магнитных полей. Последнее особенно важно для приборов, работающих в нестандартных условиях. Контроль ц управление величиной магнитного поля выполняют по низкочастотным переходам ЛЕ =-О, тг =-+-1, осуществляя по ним либо периодический, либо непрерывный контроль.Недостатком периодического контроля является нарушение работы стандарта при измерении ц коррекции величины поля. Для непрерывного конгрс.ля необходимо создавать второе пучковое усгройство в рабочем объеме, что существенно усложняет радиоспектроскоп ц ухудшает его параметры.Предлагаемый стандарт частоты отличается тем, что между задающцм генератором и радиоспектроскспом Включена цепь возбуждения сверхвысокочастотных зеемановских б-переходов основного состояния вещества (ЛР = -+1, Логр = О, игр ФО), а между системой стабилизации частоты и управляющей сохсткой электрсмагн 1;та - цепь стабилизации магнитного поля.Это позволяет добиваться непрерывной стабилизации магнитного поля, обеспечивающей повышение точности стандарта,Цепь стабилизации выполнена цз избирательного усилителя, сцнхронногс детектора ц схемы управления током электромагццта.277135 Составитель Н. Михайлова Редактор Б. Б. ФедотовКорректоры: Л Тираж 480по делам изобрстсте Министров С35, Раушская иаб аа 3086 с 3 Ц 14 ИИПИ Комитет прп Со Москва, )КПодписноеиий и открытийСРд. 415 ппография, пр, Сапунова, 2 Цепь возбуждения может состоять из блока формирования опорной частоты, равной непосредственно частоте сверхвысокочастотного зеемановского б-перехода основного состояния вещества, низкочастотного генератора и низкочастотного фазового модулятора. Другой вариант этон цепи может быть выполнен из блока формирования опорной частоты, равной разности частот рабочего переода стандарта и сверхвысокочастотного б-перехода основного состояния вещества, низкочастотного генератора, низкочастотного фазового модулятора и высокочастотного модулятора.На чертеже изображена блок-схема стандарта со стабилизацией магнитного поля, Возбуждаемые переходы Р 1 т р = +1, Р 2 тр = + 1, Е 1 тр = - 1, Е,т= - 1 являются переходами, часготы которых линейно зависят от напряженности магнитного поля.Сигнал задающего генератора 1 поступает на блок преобразования частоты 2 и на блок опорной частоты 3. Выходной сигнал блока 3 попадает на низкочастотный фазовый модулятор 4, в котором фаза входного сигнала модулируется напряжением низкой частоты генератора 5. Промодулгврованный сигнал проходит на .высокочастотный фазовый модулятор б. Сюда же,поступает сигнал с блока преобразования частоты 2. Из этих сигналов модулятор формирует радиочастотный спектр, котсрый затем подается на радиоспектроскоп 7. С детектор а р адио спектроскопа снимают сигналы резонансов, соответствующих частотам рабочего перехода и переходов, зависящих от магнитного поля. Первый из них через систему автоподстройки 8 стабилизирует частоту задающего генератора 1. Сигналы, соответствующие частотам магнитных переходов, через избирательный усилитель 9, настроенный на частоту вспомогательного генератора 5, постучают на синхронный детектор 10. После синхронного детектирования сигнала совместно с напряжениех 1, поступившим с генератора 5, образуется постоянное напряжение, величина которого пропорциональна отклонению магнитного поля Н от выбранного уровня Нв, а знак определен знаком этого отклонения. Выходное напряжение детектора 10 поступает на схему 11 управления током электромагнита. которая устанавливает такое значение тока в цепи обмоток, что компенсирует изменение магнитного поля. Ис пользование двух симметричных компонентпереходов для контроля поля дает возможность усилить сигнал, Для этого низкочастотная модуляция должна быть сдвинута по фазе на л. Последнее условие выполняется в 10 предложенной схеме формирования сигналов. Предмет изобрстения 1. Пассивный стандарт частоты на сверх 15 тонкой структуре атомов, содержащий зада:ощий генератор, устройства для преобразования частоты, радиоспектроскоп, систему автоподстройки частоты и систему стабилизациимагнитного поля, состоящую из электромаг 20 китов и магнитных экранов, отличающийсятем, что, с цель 1 о непрерывной стабилизациимагнитного поля, обеспечивающей повышениеточности стандарта, между задающим генератором и радиоспектроскопом включена цепь25 возбуждения высокочастотных зеемановскнхб-переходов основного состояния вещества(ЛР=+.1, Хтр = О, тт . - ,-.О), а между системой стабилизации частоты и управляющейобсмоткой электромагнита ВКЛ 1 очена цепь стаЗо билизации магнит 1 ного поля.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем,что цепь стабилизации выполнена из избирательного усилителя, синхронного детектора исхемы управления током электромагнита.85 3, Устройство по пп, 1 и 2, отлссчасощеесятем, что цепь возбуждения выполнена из блока формирования опорной частоты, равнойнепосредственно частоте сверхвысокочастотного зеемановского б-перехода основного со 40 стояния вещества, низкочастотного генератора н низкочастотного фазового модулятора.4. Устройство по пп, 1 и 2, отличаюйсеесятем, что цепь возбуждения выполнена из блока формирования опорной частоты, равной45 разности частот рабочего перехода стандартаи сверхвысокочастотного б-перехода основного состояния вещества, низкочастотного генератора, низкочастотного фазового модулятора и высокочастотного модулятора,Тех ред А, А. Камыш ни к о в а