Способ определения напряженности магнитного поля и устройство для его осуществления

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 1624375 А 1 5 ф)5 С 01 В 33/ МИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ измерительдля исследо- временных ль иэобретеАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится кной технике и предназначенования пространственных исвойств магнитных полей. Це я - расширение функциональных возможностей путем измерения двух компонент вектора напряженности магнитного поля, а также повышение пространственного и временного разрешения - достигается тем, что однородную полупроводниковую монокристаллическую пластину облучают циркулярно поляризованным лазерным излучением, направленным нормально к поверхности пластины, с энергией кванта, вызывающей прямые внутризонные переходы, дополнительно измеряют вторую разность потенц 1 алов в направлении, отличном от направления измерения первой разности потенциалов, э напряжен ность магнитного поля оп ределяется иэ математических выражений, приведенных в описании изобретения. Устройство для реализации способа содержит оптически полированную пластину 1, источник 2, контакты 3 - 6, систему 9 регистрации и обработки, выходы 7 и 8. 1 ил.ОгоИзобретение относится к измерительнойтехнике и предназначено для исследованияпространственных и временных свойств магнитных полей.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путемизмерения двух компонент вектора напряженности магнитного поля, а так же повышения пространственного и временногоразрешения,На чер 1 еже представлена структурнофункциональная схема устройства,Оптически полированная пластина 1 иэдырочного полупроводникового тлонокристаллического материала с точечной группойсимметрии ГЗгп ориентирована в кристаллографической плоскости (100), Оптическаяось источника 2 лазерного циркулярно-поляризованного излучения совпадает с кристаллографическим направлением 100пластины 1, Нз пластине выполнены две пары 3,4 и 5,8 тоне ных электрических контактов, соединенные соответственно с выходами7 и 8 системы 9 регистрации и обработки,При этом прямые, проведенные черезкаждую пару контактов, параллельныплоскости 100) и не параллельны другдругу. Б гастном случае, показанном начертеже, они совпадают с направлениями010 и 001.Устройство работает следующим образом,Пластину, на которую по нормам к нейнаправлено циркулярно-поляризованноеизлучение лазерного источника 2, помещают в измеряемое магнитное поле. Врезультате взаимодействия оптически ориентированных носиелей заряда с колебаниями решетки и примесными центраминецентрзльнасимметричного кристалла вмагнитном поле формируется практическибеэы не рцион н ый фотоэлектрический ток.В общем случае, исходя из свойств симметрии двух век тсров т, е е ) и одного псевдовектора (-), ток, возникающий в среде,помещенной в магнитное поле, под действием света может быть записан в виде= Гы Нееф,где- вектор плотности фототока,Й - вектор напряженности магнитногополя;- интенсивность света;е - вектор поляризации;Гт: - -ензор третьего ранга.В к;.исталлах с точечной группой симметр 1 и 43 п 1 Ги = О, если= с = , при этомГхуг = Гутх = Греху = Г. Отсюда,) + - .Г тН к е е" ,где.- индекс, пробегающий значения х, у,г, пронумерованные, как 1, 2, 3,Фототок должен компенсироваться током проводимости5 пгде Е - напряженность электрического поля;у - проводимость материала.ЭДС вдоль главных осей кристалла име 10 ет видУ 1 =/Егг -АН+1 е е+2где г - координата вдоль направления.Интегрирование проводится по областисуществования поля Е, совпадающей с об 15 ластью локализации светового пятна, В случае измерения двух разностей потенциаловв двух произвольных направлениях. лежащих в плоскости пластины, имеет место система уравнений20 а 11 Н+ а 12 Ну = М 1:а 21 Н, ф а 22 Н= Ч 2, (1).де Н, Ну - проекции вектора напряженности на два взаимно перпендикулярных направления в плоскости пластины 1;25 Ч 1 и Ч 2 - разницы потенциалов междуконтактами 3, 4 и 5, б соответственно;зц ( = 1,2) - параметры, определяемыесвойствами монокристалла, геометрии измерения Ч 1 и Ч 2, параметрами лазерного30 излучения определяемые при калибровкеустройства,Сигналы Ч 1 и Ч 2 подаются соответственно на входы 7 и 8 системы 9 регистрации иобработки, в которой по алгоритмам, одно 35 эначно определенным системой уравнений(1), определяются две взаимно ортогональные компоненты Нх, Ну вектора напряженности магнитного поля в плоскости пластины 1,40 Пои выборе направлений измерениявдоль главных кристаллографических направлений 010, 001 система уравненийвыражается в видеа 11 Нх - Ч 145 д 22 Ну = 1/2, 2)1.е, измерения Ч 1 и Ч 2 дают искомые значения компонент Нх и Ну. Калибровка значенийа 11 и а 22 позволяет в этом случае упразднитьпоследетекторную обработку и вносимую по 50 грешность определения Нх и Ну. Формула изобретения 1. Способ определения нзпряженностимагнитного поля, включающий облучение од нородной полупроводниковой монокристаллической пластины, помещенной в магнитное поле, измерение разноси потенциалов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей зз счет1624375 КОНтаКтОВ, СВЬЗаинЫ . ". ЗХОдОМ СИ;1гистрации и пбраб ки еэ ч, ь, Оэ-;"си потенциалов, о т л иа юц е ,; я тел с целью расширения функциоэпьнь х в. з можнстей за счет измерения двул ко,енент вектора-впряженноеи л- нп.поля и пространственного и времени , РаЗРЕШЕНИЯ, Пяает.1 а ВЫПОЛН,"На и.,; ски полированной из дыОО О пслупо 10 водникового материала с тоной р; ппсимметрии 43 т и ориентиров.на в крл;та - лографической плоскост; (100) ь а и сте источника излучения и,пользован а.":и иркулярно-голяризгванОГО излучег 1 15 энергией ванта, вь:ывэоцей прям е в 1 у 1ризоннь е переходы, оптичес .- ос: лото,;ого с;вгадает с кристал грасЬичеслим направлелие,100), на пл.ст 1 е выполне э вторая пара точечных эл ктоических ко тактоь, соедине ных с вторым входом гТЕМЬ рЕГ 1 страИИ И ОбработхИ ВЕ 1 эИразнос,и потенциалов, пр,: эО :рп,мс, ПРООЕДа.4 ЫЕ ЧЕРЕЗ КажДУК ПаР, КОНа т 1 л, пэраллсльны и "оскости 100) и не парэп лельны од а друго.1.3. Устройство пс п,2, О т л и ч а кц; ес я тем, что, С цепью ГОВЬС,:НИЯ ГО . Эст измерея, первая и втэра гара тээлектрических контактов р:сп эпо. е 30 вдоль кристаллогрэфичес;ил направлени 1пластины 1010) и 001) соотве 1 ств нно. измерения двух компонент вектора напряженности магнитного поля и прос 1 ранственного и временного разрецеия, упомянутую пластину облучают циркулярно- поляризованным лазернчм излучением, направленным нормально к поверхности пластины, с энергией кванта, вызывающей прямые внутризонные переходы, дополнительно измеряют вторую разность потснциалов в направлении, отлином от направления измерения г.ервой разности потенциалов, а напряженность магнитного поля определяют из соотношенийЧ 1 Э 222 а 12Э 11 а 22а 21 д 12 Ч 2 а 1 - Ч 1 а 21а 11 а 2 - а 21 а,2где Нх, Ну - проекции вектора напря;енности магнитного поля на два вз; лло перпендикулярных направл"ния в плоскости ппастины; а - градуировочные параметры, определяемые свойствами монокристалла геометрией расположения кентактов, параметрами лазерного излучения.2. Устройство для определения напряженности магнитного поля, содержащее источник излучения и однородную полупроводниковую монокоисталлическую пластину с парой точечных электрических Составитель И, КоноваловРедактор Т. Парфенова Техред М,Моргентал Корректор И, -рдейи Производственно. издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул Гагарина, 101 Заказ 1 Е 7 Тираж Подписное8 НИИГИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССГ113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5