Способ получения z-сигнала магнитного резонанса в условиях быстрой гармонической модуляции параметра

(51)5 0 01 В 3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ со трова 1, вып. 1 Н И Я 2-СИ ГНАЛ СА В УСЛОВИЯ СКОЙ МОДУЛЯ антовой явля озможно лощени С И ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕМАГНИТНОГО РЕЗОНАНБЫСТРОЙ ГАРМОНИЧЦИИ ПАРАМЕТРА(57) Изобретение относится к к магнитометрии. Целью изобретен ся расширение функциональных в стей за счет получения фазы по Изобретение относится к квантовой магнитометрии и может быть использовано в системах, предназначенных для измерения и точного слежения за величиной магнитного поля в широком диапазоне значений магнитных полей.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей способа за счет получения фазы поглащения сигнала,Цель достигается тем, что в способе быстрой модуляции параметра в качестве параметра используют амплитуду резонансного радиочастотного магнитного поля. Способ включает воздействие на систему атомов взаимно перпендикулярных постоянного магнитного поля Но и резонансного радиочастотного магнитного поля Н 1 соз иЖ 16918 Оз А 1 сигнала. Способ включает воздействие на систему атомов взаимно перпендикулярных постоянного магнитного поля Но и радиочастотного магнитного поля Н 1 сов щ т, амплитуду которого модулируют по гармоническому закону Н 1=Н 1 о (1+ гпсоз Йт) при фиксированной в, а также одновременное облучение атомной системы циркулярно поляризованным светом, распространяющимся в направлении постоянного магнитного поля, и последующее детектирование прошедшего атомную систему света на частоте модуляции Й где п=1.1 Й/у Н 1 о, а Н 1 О= У Г/у Т 1, где Т 1 - время продольной релаксации, угиромагнитное отношение, Г - ширина линии магнитного резонанса. амплитуду которого модулируют по гармоническому закону Н 1=Но(1+гпсоз Йт) с глубиной модуляции щ и частотой Й при фиксированной иА а также одновременное облучение атомной системы циркулярно поляризованным оптическим излучением, распространяющимся в направлении постоянного магнитного поля, и последующее детектирование прошедшего атомную систему оптического излучения на частоте модуляции Й где Й Г - ширины линии сигнала магнитного резонанса. Для получения максимального сигнала на вели чину Н 10 выбирают из соотношения Н 10 =- л/ тТ, где Т 1 - время лродольнон реле у Т 1сации, а глубину модуляции е для кажда оЯН 1 о иэ соотношения гп = 1,Гт7 аУсловия для величины Н 1 о и гл получены иэ расчета, который показывает, чтовеличина детектируемого на частоте С вЕ-направлении сигнала поглащенияМч определяется выражением М 2== о ф 1 Д Чо 3 и йгде чо - блоховский сигнал поглащения, опД,тимальный при условии у Ню - - = 1;Г1 о ф,1 ф - функции Бесселя;уНагпр - индекс модуляции ф -- -,. - ).Величина М 7 ч максимальна при оп.гимальном Н 1 о и максимальном значении произведения 1 о ф 1 ф), что достигает:япри 3= 1,1, откуда величина глубинымодуляции, которая в отличии ат раиотехники может бгять любой, равняется пй=,1 т - . После усиления и фазового деУ отектирования Меч сигнала имеем сигналпоглащения 1, ф) 11 В) 10,На чертеже представлена блок-схемаустройства, реализук)щего предложенныйспособ,Устройство содержит оптический датчик сигналов магнитного резонанса, состоящий из ячейки 1, представляющей ссбойампулу с парами рабочего вещества, индуктора 2 постоянного магнитного поля, индуктора 3 радиочастотного магнитного поля,источника 4 резонансного оптического излучения, кругового поляризатора 5, прием.ника б оптического излучения, кроме того,устройство содержит генератор 7 высокойчастоты, генератор 8 частоты модуляции.амплитудный модулятор 9 с регулируемойглубиной модуляции, селективный усилитель 10 частоты модуляции, фазовый детектор 11.Устройство работает следующим образом,Ячейку 1 располагают в центре индукторов магнитных полей, багамы рабочего ве.цества оптически ориентируют циркулярнополяризованным резонансным излучением,распространяюшимся вдоль индуктора г.остоянного магнитного погя, Изменение интенсивности прошедшего сквсзь ячейкуизлучения регистрирую- фотоприемн ком0 15 20 25 30 35 40 45 ГО б, Для получения сигналов магнитного резонанса на аомную систему, помещенную в постоянное магнитное поле, создаваемое индуктором 2, воздействуют радиочастотным магнитным полем, создаваемым индуктором 3, Для этого на вход индуктора подается напряжение с выхода амплитудного модулятора 9, Сигналом магнитного резонанса является модуляция на частоте Й интенсивности прошедшего рабочую ячейку 1 излучения, детектируемого фотоприемником б, Сигнал с фотоприемника усиливается селективным усилителем 10 и детектируется фаэовым детектором 11, На выходе фазового детектора при медленном свиппировании поля - получаем сигнал в фазе паглащения,Формула изобретения Способ получения Е-сигнала магнитного резонанса в условиях быстрой гармонической модуляции параметра, включающий воздействие на систему атомов взаимно перпендикулярных постоянного магнитного поля и резонансного радиочастотного магнитного поля, а также одновременное облучение атомной системы резонансным циркулярно поляризованным оптическим излучением. распространяющимся в направлении постоянного магнитного поля, и последующее детектирование прошедшего атомную систему оптического излучения на частоте модуляции, значительно превышающей ширину линии сигнала магнитного резонанса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа за счет получения фазы поглащения сигнала, в качестве параметра модуляции используют амплитуду радиочастотного поля, которую модулируют по гармоническому закону при фиксированной частоте радиочастотного поля,Н. Но 1+ гпсов,где Н - амплитуда радиочастотного поля;Йщ - 1,1 - ;- - , - глубина модуляции; Я - частота модуляции; Но = УТ - время продольной релаксации в атомной системе;у- .иромагнитное отношение;Гширина линии сигнала магнитного резонанса,1691805 Составитель О. РаевскаяТехред М.Моргентал Корректор О, Цип едактор М. Келем Производственно-издательский комбинат "Патент",.г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3927 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5