Фотомагнитный магнитометр

)ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЗЯРЫТИЙ(71) Объединенный институт ядерныхисследований и Институт геологииКарельского Филиала АН СССР(54)(57) ФОТОИАГНИТНЦЙ МАГНИТОМЕТР,содержащий. датчик, расположенныйна изолирующей подложке, заключенные в корпус, оптически связанный с ним блок освещения датчика и блокрегистрации, электрически связанныйс датчиком посредством блока связи,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерений,в него введен плоский экран с вырезами и светопоглощающими перемычками общим числом 2 М, расположеннымив соответствии с дважды повтореннойпсевдослучайной бинарной последовательностью, которая для 1( = 7 имеетвид 1,0,0,1,1,1,0, где 1 обозначаетвырез, а 0 - перемычку, и связанныйс ним блок поступательно-шаговогоперемещения экрана, при этом экранрасположен между блоком освещениядатчика и датчиком.Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначено для измерения магнитного поля.Известен магнитный спектрометр заряженных частиц, содержащий источ ник частиц, камеру с полукруговой 5 фокусировкой магнитным полем, счетчик частиц, кодирующуюг маску. Коди. рующая маска содержит несколько рядов вырезов и непрозрачных для частиц перемычек. Для каждого ряда за кон чередования вырезов и перемычек определяется бинарной псевдослучайной последовательностью.Картины остальных рядов получены последовательными циклическими пере становками картины одного ряда. Кодирующая маска располагается между исследуемым источником частиц и вход. ной диафрагмой камеры так, чтобы над образцом находился один ее ряд;частицы, вылетевшие из образца и по. павшие через кодирующую маску в камеру сепарируются по энергиям и регистрируются счетчиком; маска посту пательно с шагом водин ряд перемещается, при этом на каждом шаге енимаются показания счетчика, являющиеся отсчетами интегрально кодового образца пространственного распределения частиц одинаковой энергии, вылетающих из образца, На стадии обратного преобразования получают оценку распределения 11 . Однако данное устройство имеетдовольно низкую чувствительность . 35Наиболее близким к предлагаемомуЬпо технической сущности является фо.томагнитный магнитометр, содержащийдатчик, расположенный на изолирующейподложке, заключенные в корпус, опти чески связанный с ним блок освещениядатчика, и блок регистрации, электрически связанный с датчиком посредством блока связи.При помещении освещенного датчикав магнитное поле вследствие фотомагнитного эффекта в полупроводниковойпластине возникает фотомагнитная ЭДСи, как следствие, накопление зарядовнапряжение на торцовых электродахее уравновешивающее; это напряжение 50является выходным сигналом магнитометра и пропорционально напряженнос.ти компоненты магнитного поля, коллинарной электродам и перпендикулярной лучу света, Сигнал магнитаметра 55в поле 5 кЭ равен 30 щВ, что в линейной области соответствует чувствительности бф 10В/Э. Постояннаявремени имеет порядок времени жизниносителей 10- с, что позволяет , Щ.считать магнитометр быстродействующйм,Конструкция магнитометра проста,для его работы не требуются стабилизированные источники тока 2,65 Однако известному магнитометрусвойственна низкая чувствительность,почти на два порядка хуже чувствительности датчика Холла. Чувствительность можно повысить, увеличивая дли.ну датчика, Для достижения чувствительности, Сравнимой с Холловской,длина датчика должна составлять несколько сантиметров, Это сопряженос резким ухудшением пространственного разрешения. Другой недостатокшумы регистрирующего устройства,флуктуации освещенности, ограничивающие порог чувствительности, отношение сигнал - шум фотомагнитного магнитометра. Порог чувствительности,обусловленный только тепловыми шумами датчика при 300 К составляет210Э и может быть дополнительнопонижен примерно на порядок при охлаждении датчика до гелиевых температур,Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что в фотомагнитный магнитометр, содержащий датчик, расположенный на изолирующей подложке, заключенные в корпус, оптически связанныйс ним блок освещения датчика и блокрегистрации, электрически связанныйс датчиком посредством блока связи,введен плоский экран с вырезами исветопоглощающими перемычками общимчислом 2 й, расположенными в соответствии с дважды повторенной псевдослучайной бинарной последовательностью, которая для М =7 имеет вид1,0,0,1,1,1,0, где 1 обозначает вы.рез, а 0 - перемычку, и связанныйс ним блок поступательно-шаговогоперемещения экрана, при этом экранрасположен между блоком освещениядатчика и датчиком,На чертеже представлена структур ная схема, поясняющая работу устрой ства.Фотомагнитный магнитометр, содержит датчик 1, расположенный на изолирующей подложке 2, заключенные в корпус 3, оптически связанный с ним блок 4 освещения датчика, и блок 5 регистрации, электрически связанный с датчиком посредством блока б связи, плоский экран 7 с вырезами и светопоглощающими перемычками общим числом,2 М, расположенными в соответствии с дважды повторенной псевдослучайной бинарной последовательностью, которая для я 7 имеет вид 1,00,1,1,1,0, где 1 обозначает вырез, а 0 - перемычку, и связанный с ним блок 8 поступательно-шагового перемещения экрана, при этом экран расположен между блоком освещения датчика и датчиком. Экран снабжен вырезами 9 и поглощающими перемычкаЗаказ 9294/37 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, З, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП еПатентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 ми 10. Устройство работает следующим образом.Датчик 1 на подложке 2 в корпусе 3 помещают в магнитное поле и освещают светом от блока 4 через экран 7, выходной сигнал фиксируется регистрирующим блоком 5, экран поступательно перемещается блоком 8 с шагом в один элемент экрана, при этом картина я освещенных и неосвещенных участков на.поверхности датчика циклически перестраивается, отсчеты регистрируются при каждом из М положений экрана 7. Длина чувствительного элемента датчика 1 выбирается значительной, порядка нескольких сантиметров. Меняя картину освещения на поверхности датчика при помощи систеви пространственной модуляции света и регистрируй выходные сигналы фотомаг-. нитометра, можно получить информацию о пространственно-временном распределении поля в пределах всей длины датчика в виде отсчетов интегрального образа искомого распределения поля. Восстановить искомое распределение поля в привычном виде по данным измерения можно, если данные измерения подвергнуть обработке с использованием обратного интеграль ного преобразования по отношению к интегральному преобразованию, положенному в основу системы пространственной модуляции света. По краям экран 7 имеет перФорацию для взаимо. 35 действия с блоком 8 поступательношагового перемещения экрана. Экран ,7 расположен на специальном пластмассовом держателе, жестко скрепленном с корпусом 3 цатчика 1, и пере мещается параллельно поверхности датчика 1 по направляющим держателя при помощи блока 8 поступательно- шагового перемещения экрана, Конструкция блока 8 поступательно-шагового перемещения экрана такая же, что и в фотоаппаратах для передвижения и фиксирования положения фотопленки.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает уменьшение шумов регистрирующего устройства на этапе восстановления распределения по интегрально-кодовому образу примерно в СИЯ раз, повышение инфор-. мативности измерения и отношения сигнал - шум, высокую чувствительность, сравнимую с холловской за счет увеличения длины датчика, высокое пространственное разрешение, определяемое размером освещенного участка на поверхности датчика (максимальное пространственное разрешение имеет порядок диффузионной длины полупроводника), высокую скорость снятия карт магнитного поля, обуславливаемую меньшим числом механи-, ческих перемещений, быстрой перестройкой экрана, совмещением процесса измерения и восстановления данных, например, с использованием корреляционного приемника.Измерение мгновенных градиентов быстро изменяющихся периодических магнитных полей.