Способ определения неоднородности магнитного поля в экранированном объеме

(я)5 6 01 Я 33/2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛ й В Э КРАНИРОВАННОМ ОБЪЕМЕ(57) Изобретение относится к магнитным измерениям, в частности оно может быть использовано для измерения градиентамагнитного поля в экранированном объеме,Цель изобретения - повышение точностиизмерений неоднородности поля в экранированном объеме - достигается тем, что магнитным полем.воздействуют в импульсном режиме, причем направляют вектор индукции поля перпендикулярно излучению накачки, регистрируют изменение интенсивности смешанных световых потоков накачки, прошедших через две эоны ячейки, измеряют период амплитудной модуляции интенсивности суммарного светового потока и определяют значение неоднородности магнитного поля из соотношения, приведенного в описании изобретения. Устройство для реализации способа содержит источник 1 циркулярно-поляризованного оптического излучения накачки, источник 2 магнитного поля, ячейку 3 с парамагнитными атомами, собирающую линзу 4, фотодетектор. 5. магнитный экран 6, узел 7 регистрации. 2 ил.15-- =4 л(уТУ)Ь 8 -Г 55 Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано, в частности, для измерения градиента магнитного поля в экранированном объеме.Цель изобретения - повышение точности измерений неоднородности магнитого поля в,экранированном объеме,Поставленная цель достигается тем, что при воздействии на ячейку с парамагнитными атомами. оптическим излучением накачки и магнитным полем и регистрации изменения поглощения ячейкой излучения накачки магнитным полем воздействуют.в импульсном режиме, причем направляют вектор индукции поля перпендикулярно направлению накачки, а изменение оптического поглощения регистрируют одновременно в двух зонах ячейки путем смешивания световых потоков, прошедших через эти зоны, измеряют период амплитудной модуляции интенсивности суммарного светового потока и определяют значение неоднородности маиоо поля иэ соотно- шения где у- гиромагнитное отношение для пара- магнитных атомов;8- расстояние между зонами ячейки; Т - период амплитудной модуляции.На фиг,1 представлена схема устройства для осуществления способа измерения неоднородности магнитного поля в экранированном объеме; на фиг.2 - прецессия на. магниченности оптической ориентированных парамагнитных атомов в двух выделенных зонах ячейки (а) и временная зависимость фототока (б) при импульсном включении исследуемого магнитного поля (в)На схеме (фиг.1) обозначены: 1 - источник циркулярно-поляризованного оптического излучения накачки; 2 - источник магнитного поля; 3 - ячейка с парамагнитными атомами; 4 - собирающая линза;,5 - фотодетектор; 6 - магнитный экран; 7- узел регистрации.Сущность способа состоит в следую-. щем.Помещают стеклянную ячейку цилиндрической формы, содержащую парамвгнитные атомы, в магнитный экран, в котором с помощью источника магнитный индукции создают неоднородное магнитное поле (например, пара колец Гельмгольца, часть обмоток которых включена встречно), под действием циркулярно-поляризованного излучения накачки в ячейке происходит ориентация парамагнитных атомов, находящихся в двух зонах ячейки, выделенных с помощью маски из светонепроницаемого материала, надеваемой на ячейку, или с помощью системы диафрагм, расположенных перед линзой. Результатом ориентации атомого магнитного поля, причем период прецессии однозначно связан с величиной индукции магнитного поля в этих зонах. Чтобы вызвать прецессию, необходимо воздействовать на атомы импульсным магнитф =ф совг. - гл2 мов является макроскопическая намагниченность вдоль луча накачки. Способ определения неоднородности магнитного 10. поля в экранированном обьеме основан нафизическом принципе - возбуждение свободной прецессии,парамагнитных атомов одновременно в двух зонах ячейки под действием импульсного включения исследуе 20 ным полем, вектор индукции которогонаправлен перпендикулярно излучению накачки, длительность импульса должна быть Г Тг, где Т 2 - эффективное время поперечной релаксации атомова скважность 25 импульсов 03, однако период свободнойпрецессии не зависит ни от скважности, ни от длительности импульсов, а определяется амплитудой импульсного магнитного поля, которая равна величине исследуемого маг нитного поля В, Из-за неоднородности магнитного поля прецессия намагниченности в укаэанных зонах ячейки происходитс разной скоростью, определяемой лармоновской .частотой: а = у Ви о 3-у Вг. Изменение:намагниченности приводит к изменению светопропускания ячейки, что вызывает появление модуляции интенсивности света, прошедшего через выделенную зону на лармоновской частоте (фиг,2), С помощью линзы, расположенной после ячейки, происходит смешивание световых потоков, в результате суммарный световой поток оказывается промодулированным по амплитуде на частоте, равной полуразности частот свободной прецессии в двух зонах ячейки. Определение периода амплитудной модуляции суммарного потока осуществляется фотодетектором, помещенным в фокусе собирающей линзы. Фототок имеет 50 следующий вид л + еРл, - /тгы 2, .1Гдв Т 2 =ТгЕвет +Тгтепл - ЭффЕКтИВНОЕ ВрЕмя поперечной релаксации, определяемой.Ога орректор А,Осаулен Заказ 423 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10 процессами световой и тепловой релаксации;1 ф - максимальное значение переменной составляющей фототока.Измерив период амплитудной модуляции фототока Т =4 л(ОЪ -й 4) , можно определить величину неоднородности магнитного поля как Способ определения неоднородности магнитного поля в экранированном объеме, . включающий. воздействие на ячейку с пара- магнитными атомами оптическим излучением накачки и магнитным полем, регистрацию изменения поглощения ячейкой излучения накачки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения. точности измере-ния, магнитным полем воздействуют в импульсном режиме. причем направляют вектор индукции поля перпендикулярно к из лучению накачки, регистрируют изменениеинтенсивности смешанных световых потоков накачки, прошедших через две зоны ячейки, измеряют период амплитудной мо-.дуляции интенсивности суммарного свето вого потока и определяют значениенеоднородности магнитного поля иэ соот- ношения где )ф- гиромагнитное отношение для парамагнитных атомов;1 - расстояние между двумя зонами20 ячейки;Т - период амплитудной модуляции.