Способ выстраивания спиновых систем

Союз Саввтских Социалистицвсюа РвслубликО П -И-Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ п 1)693282 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительно авт. свил-ву -1) М. Кл. 9.76 (21) 2406489/18-2 явл 01 К 33/08//01 Ч 3/14 исоединением заявкиГосударстввииый коиктет сссР оо делам иэоорвтвиий(О бликования описания 05.11.7 та 2) Авторы изобретения Н. Тоисев, А. К. Шведов и Е. Н. Сафрон 71) Заявите 154) СПОСОБ ВЫСТРАИВАНИЯ СПИНОВЫХ СИСТ Изобретение относится к области квантовой магнитометрии и может быть использовано при построении магнитометров без ориентационных сдвигов и квадратов, работающих в сильных магнитных полях.Известен способ выстраивания метастабильных атомов гелия с числом зеемановских подуровней в метастабильном состоянии равном трем при размещении атомов рабочего вещества в постоянное магнитное поле и облучении их резонансным неполяризованным светом 1. Так как вероятность поглощения световой энергии для атомов, имеющих магнитное квантовое число ттг = О, превосходит соответствующие вероятности для атомов, находящихся в состояниях с магнитными квантовыми числами т =+1, то в результате уровеньтр -- 0 для этой спиновой системы обедняется по сравнению с другими и получается выстроенная спиновая система.Известен также способ выстраивания спиновых систем, заключающийся в том, что спиновую систему помещают в постоянное магнитное поле и воздействуют на нее вдоль направления магнитного поля линейно поляризованным светом. В этом случае спиновая система с числом магнитных подуровней и 2 приобретает свойство осевой анизотропии, т. е. равновесная населенность нарушается и вСе атомы оказываются сосредоточенными на крайних зеемановских полуровнях.Известный способ оптического выстраивания успешно может быть применен при построении квантовых магнитометров. Положительной особенностью магнитометров, основанных на выстраивании векторов спиновых моментов, является отсутствие ориентационных сдвигов 2.Существенным недостатком этого способа оптического выстраивания спиновых систем, является то, что время выстраивания, реализуемое при использовании существующих источников резонансного света, очень велико по сравнению с релаксационньми процессами, приводящими к термичесКи равновесному заселению зеемановских подуровней. Поэтому степень выстраивания оказывается значительно меньше 1, что ведет к малой амплитуде наблюдаемых сигналов магнитного резонанса и, следовательно, к низкой чувствительности магнитометра.Цель изобретения - повышение степени выстраивания спиновой системы.сн сС69 Ж 82 Формула изб с) ретенгг)г ЦИ И И ПИ Заказ 6069136 тираж 3973 Подниеное Филиал ППП Патент. г, Ужгород, ул. Проектная, 4,-)7 с л ь достигается тем, что 12 две )с Бц 10 Ч сС Т 1 СпиС)ВС)ц СИСТСМ 1 Е 30 5 ЛЕИСТЕ 3)- О ГЧса И Ц 1 РКУЛ 5 РЦО ЦО;151 РИЗОВс 1 ЦЦОГ О СВС- и с сроти 13цоложнытц зе 2 ками П 07 яГ)изацци и указацыс части смешивают в единую СПИ ЦОБЧ 10 СИСТСЧЧ.Н с 11) 11 Г .1 О К 2 3 с 1 с С 11и 0 В с 51 С И С Т Е М с 3, цахо;Яц 25 с 51 8 тсц,пс)БО) Рс 1 вноессиР с ОКРУ- жс 10 ес срс;ес)Й и бсз 13 заичодсйствц 5 с лучом света; ПР фиг. 2 - выстроенная сциноВся сРстсмс; цд 1)иг. 3 - сцицовая систсма, ОРИЕЦТИРОВс 1 ццс 151 ЕРРКЛ 5 Г)ЦО ПОЛЯРИЗОБ 2 Н,р+ .30 ными светоч; ца фиг. 4 - сциновая система, ОРИСЦТИ РОБ с 3 Нна Я ЦИ РКУЛ 5 РНО ЦОЛЯРИЗОЗа Н- ныч 6 сстх)ч; цд фи. 5 - сцицовая систе с 3, ПОЛУсцБпс 151 СЯ Ц)ЭИ С)1 СЦ 1 И 132 НИИ СПИЦОВЫХ сцстсч, орисцтиро 3 дццыхд и есветомВ сос)гестет 3 И с изобретением находя ЦЕ",ОС 5 Б ТСПЛОВОМ РДВЦС)13 ССИИ СЦИНОВЧК) СИС.ТС У ГОМСЦсют В Г 10 СТ 05 НЦОС 1 МаЦИНОЕ ЦО- лс. Ь резульдтс основной энергетически Й УР)БЕЦ С К)сцТОВ)1 ПС,ОМ Г РсСЦЕЦЛЯСТСЯ Р 2 2-зссм с новски х по,еуровнеЙ с квд ц- Т О 3 Ь )11 1 И С Г сКИ РИ., И 3Е5 Ю Ц И М И С Я 0 Т ттР =1) )от)с +Г) через е,еспицч. Г)авноеесндя сцццовдя сцстсчд характеризуется тем, ЧТО КОГИЧСС ВО с 1 ТОМО 3, сХОД 5 ЦЕИХСЯ 132 Каждо)1;ц)дуро 3 е о;ецнаково для всех цодуровРСй.3,2 ЛСС СПИ НОБУК) СИСТСЪс ЦОЦВЕРГсЮТ 25 ,ЕСИСВНс) ЦЦРКХЛЯРЦО ЦОЛЯРИЗОВаНЦОГО, Напрцчср вправо, г) д света накачки, расцростРан 5 ЮЦГСГОС 5 Б ТОЛЬ Мс 1 ГЦИТЦОГО ПО 151 В Г)С.зутьтате цроГесса оптической орисцтд ии Б с и нс)БОИ сцсГсмс уста на 3; ивается НОБОс СОСГ 05 НИС Рс 1 ВЦС)ВЕСИ 51, КОТОРОС ОТГ 1 Ис 2 ЕТСЯ Зэ От .:Схо)ного тем, что Бес атомы окажутся па ином эцерстичсскоч подуровне с мд- цитны; Квднговьм сИслсгтг =- - Г ГфЗГ. 3) 11 рцеч скопость установления этого проЦЕССа ХаРаКтСРЦЗУЕтСЯ БРЕМЕНЕМ ОцтнсССКОЙ накачкиср, которос значительно коровремсци реаксаионных процессов Т Например, для атомов КВдимеемТ =10 с)сс,ри)=с. Далее ориентированную сцицовую систему смешивают с ацанн)гичцой орисцтированной спиновой системой, у которой ориентация производится противоположным, например левым, циркулярно поляризованным светом ца магнитный подуровсцьгт=-Гфиг, 4). В результате смешивация двух систем получается новая спиновая система, у которои атомы находятся 7 олько на двух энергетических уровнях ттг = - Ги гтг =-Г (фиг. 53,Спосоо выстраивания спик)вых систем, заключающийся Б том, что спиновую систему помецдют в постоянное магнитное цолс и воздействуют ца нее Б;Еоль направления магнитного поля юляризованным светом, От.гииаюгиийе 51 тем, что с целью повышсция степени выстраивания, ца две равные части спино 3)й системы воздействуют лучами циркулярно поляризованного света с противоположными знаками поляризации и указанные части смешивают в единую спиновую систеИСтОсЕИКР ИифОРМаЦИИ,принятые 30 внимание цри экспертизе1. Ве Во Е.9 . 7 Пддпе 1 ожетгс ЯувежОг ОгепаГ 1 оп п )расе, Е)есГч)п)св, 1960,3310 О 492. Авагвсеапц,)., Роревси,Г. М ес)с 1 СОр Гсс а 1 е .)рссГозсорс Ьсгг.спе. Г,д Пгдаеасе)3 Сп Ксривсе )ов 211 БГс Коьа 31)3,1970, р. 140 44, (прототип).Р:Д