Широкополосной квантовый магнитометр

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцню 1 мстических Республик,11) 5.1 3 .333 61) Дополнительное к авт, свид 22) Заявлено 17,10.74 (21) 2067 4/2 6-2 1 51) М. Кл. О 01 Я 33/ оединением заявкириоритетубликовано 0505 76.,Бю с при (23) П Государственный номнтет Совета Мнннстраа СССР по делам изобретений н открытий, В. Архип Панин 1) Заяв ковский ордена Трудового Красного Знамениинженернь физический институт 4) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ КВАНТОВЫЙ МЛГНИТОМЕТ О О е относится к квантовой м ожет быть использовано дл бых пе еменных магнитных Изобретениагнитометрии, м яизмерения сла Рполей,Известен квантовый магнитометр, использующий вынужденную прецессию системымагнитных моментов с периодическим прохождением через резонанс, содержащий источник ориентирующего света, модуляторинтенсивности света, газовую ячейку фотодетектор и усилитель,Цель изобретения - расширение частотного диапазона измеряемых слабых магнитных полей.Предлагаемый широкополосный квантовый магнитометр отличается тем, что в него5введены катушка, ось которой перпендикулярна лучу ориентирующего света, источникпостоянного тока, подключенный к катушке,второй источник ориентирующего света, излучение которого перпендикулярно оси катушки и направлению первого источника ориентирующего света, частотный демодулятори 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 структурнаясхема устройства.Магнитометр содержит источник ориентирующего света 1, модулятор интенсивности света 2 и газовую ячейку 3, расположенные 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 импульсной модуляции интенсив. Ужгород, ул, Проектная 02 ности ориентирующего света 10. Выход последнего соединен со входом модулятора интенсивности света 2.Работает магнитометр следующим образом.Ориентирующий свет от источника 1 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 постоянного 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 аналоговыйсигнал, соответствующий измеряемому поао,фазовая погрешность цепи обратной связив таком устройстве распределяется по всему числу периодов прецессии между импульсами накачки, и результирующая относительная погрешность этой цепи может быть сделана значительно меньшей, чем в известныхустройствах на несколько порядков),формула изобретения Широкополосный квантовый магнитометр6 содержащий источник ориентирующего света,модулятор интенсивности света, газовую ячейу, фотодетектор и усилитель, о т и и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширениячастотного диапаэона измеряемых слабыхф магнитных полей, в него введены катушка,ось которой перпендикулярна лучу ориентирующего света, источник постоянного тока, подключенный к катушке, второй источник ориентирующего света, излучение которого перпенЗЕ днкулярно оси катушки и направлению первого источника ориентации света, частотный демодулятор и импульсный модулятор интенсивности, причем газовая ячейка помещена в катушку, фотодетектор установлен напути луча света второго источника по другуюсторону газовой ячейки и соединен со входом усилителя, выход которого подключенко входу частотного демодулятора, являюшегося выходом устройства, и ко входубло 3 ф ка импульсной модуляции интенсивности света, выход которого соединен со входоммодулятора интенсивности света,