Способ измерения напряженности магнитного поля

О П И С А Н И Е 368563ИЗОБРЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено,28 Х.1971 ( 166476 Ь/18-10) М, Кл, б 01 г 33/02 с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 26.1.1973, БюлДата опубликованптя описания Комитет по деламизобретений и открытипри Спеете МинистроеСССР К 621.317.42 (088,8 етень27.111.19 Авторыизобретени Н. М. Корнюшина и Н. Н. Якобс Заявитель ОСТИ МАГНИТНОГО ПО СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯ(ттт т ттт 2) постоянные для каждоговещества;частота, соответствующаярасщеплению сверхтонкойструктуры основного состояния. где то вых ил ных и и воза реход, только наблю перекр Изобретение относится к области магнитометрии и может быть использовано в квантовых магнитометрах с оптической накачкой напарах, щелочных металлов.Известны способы измерения магнитных 5полей путем регистрации частоты переодовв зеемановской структуре основного состояния паров щелочных металлов.Предлагаемый способ исключает зависимость результатов измерений от ориентации 10вектора магнитного поля. Для этого в рабочем объеме, заполненном парами, например,щелочного металла, создают радиополе,имеющее области с тремя ортогональнымисоставляющими, возбуждающее переходы 15ЛР=-1; Лт=О, .+1.Такое поле может быть создано, например,при помощи одного или нескольких дипольных излучателей. Измерение при этом осуществляется путем совмещения частоты радиополя с частотой перехода, что индицируется по минимуму прозрачности паров,На фиг. 1 приведена конфигурация магнитного поля одной из возможных реализацийсистемы возбуждения радиополя в виде точечного магнитного диполя 1. Объем образца2 обозначен пунктиром.Переходы ЬР=1; Ьтл=О, -+-1 требуютсоздания разности населенностей между состояниями сверхтонкой структуры. Последняя З 0 может быть достигнута путем облучения образца неполяризованным светом, например, с использованием изотонической структуры вещества или оптического фильтра для сверх- тонких компонентов. Такой процесс накачки не зависит от взаимной ориентации направления распространения накачивающего света и вектора постоянного (измеряемого) магнитного поля Но.Частоты ч переходов ЛР= 1; Ать=О, +-1 зависят от величины слабого магнитного поля Но следующим образом:031 ог: о + ь (т, + тз) Но + В (т,тз) Но ом случае не существует двух одинакои близких частот переходов, разрешенравилами отбора ЛР=1; Лт=О, -+1 тожно регистрировать только один пет. е. частота перехода будет зависеть от величины поля Но, а зависимости даемой частоты резонанса, связанные с ытием линий, характерные для переходов типа АР=О; Лт=+.1, не будут иметь места.При использовании переходов ЬР= -1-1, Лт=+1 могут быть выбраны линии, связывающие только два состояния.Система возбуждения радиополя для устранения мертвых зон в регистрации рабочего перехода может быть выполнена в виде системы активных или пассивных диполей (замедляющей структуры), выполненных таким образом, чтобы обеспечить существование в пределах рабочего объема колбы областей, в которых ориентация вектора радиочастотного поля имеет проекции на три ортогональных направления,В блок-схеме (см, фиг. 2) предлагаемого способа источник накачки 3 предназначен для создания разности населенностей между состояниями сверхтонкой структуры паров рабочего вещества в ячейке 4. Точечный диполь б, пространственная ориентация вектора магнитного поля которого имеет в объеме ячейки три области с ортогональным направлением вектора Но, соединен с блоком формирования частоты перехода б, питающегося от перестраиваемого генератора 7, Частота генератора 7 управляется следящей системой подстройки частоты 8, которая регулирует выходную частоту блока формирования частот до точного совпадения с частотой перехода в ячейке с парами. Совпадение частоты перехода с частотой радиополя контролируют по минимуму прозрачности ячейки 4 для источника 8 с помощью фотоприемника 9,Так как источник излучает неполяризованный свет, то процесс накачки и детектирования не зависит от угла О между вектором постоянного магнитного поля Но и направлением распространения света. Возбуждение переходов осуществляют точечным диполем и, в пределах объема ячейки, при произ вольной ориентации поля Но всегда существуют области с необходимой поляризацией радиополя. При произвольной ориентации измеряемого магнитного поля Но относительно системы координат, связанной с прибором, 10 накачка и детектирование населенностей будет осуществляться, так как свет неполяризован. С другой стороны, хотя бы в одной из областей образца будет выполнено правило поляризации для рабочего перехода, т. е. сис тема измерения будет работать при произвольных ориентациях постоянного поля, а измеренная частота перехода зависит только от величины поля Но 20 Предмет изобретенияСпособ измерения напряженности магнитного поля путем создания разности населенностей между уровнями сверхтонкой структу ры за счет оптической накачки, формирования электромагнитного поля и возбуждения выбранного перехода, отличающийся тем, что, с целью исключения зависимости сигналов и результатов измерения от ориентации измеЗ 0 ряемого магнитного поля, в рабочем объемес парами формируют электромагнитное поле, имеющее, в пределах образца, области с тремя ортогональными ориентациями вектора, например, системой активных или пассивных 35 диполей, и измеряют магнитное поле, совмещая частоту электромагнитного поля с частотой рабочего перехода.Составитель Л, Строганов Редактор О. филиппова Техред Т. Курилко Корректоры: Е. Денисова н Н, Прокуратова Заказ 621/17 Изд.182 Тираж 755 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская иаб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2