PL67587B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.XL1973 67587 KI. 21g,51/00 MKP HOls 1/06 | U CZYTELNIA LtyKedu PotanA*»*9» Wspóltwórcy wynalazku: Ryszard Kunski, Andrzej Chachulski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Podstawowych Problemów Techniki),Warszawa (Polska) Atomowy dyskryminator czestotliwosci Przedmiotem wynalazku jest atomowy dyskrymintor czestotliwosci z wiazka atomowa.Atomowe dyskryminatory z wiazka atomowa cezu Csi33 stosowane sa we wzomch czestotliwosci. Sposób ich rozwiazania konstrukcyjnego oraz zastosowana tech¬ nologia maja powazny wplyw na parametry atomowego wzorca czestotliwosci.Znane atomowe dyskryminatory czestotliwosci zbu¬ dowane sa tak, ze wszystkie czesci dyskryminatora umieszczone sa na lawie optycznej i znajduja sie z nia razem, w obszarze prózni ograniczonej np. rura. Inne rozwiazanie dyskryminatora jest takie, ze czesci dyskry¬ minatora umieszczone na lawie optycznej sa w prózni, zas sama lawa poza obszarem prózni. Dyskryminatory skladaja sie z wyrzutni wiazki atomowej i umieszczo¬ nych na lawie optycznej, w osi wyrzutni, magnesów od¬ chylajacych wiazke atomowa, pomiedzy którymi znaj¬ duje sie rezonator mikrofalowy, oraz z detektora wiazki atomowej.W opisanych atomowych dyskryminatorach czestotli¬ wosci wiazka atomowa wytwarzana jest w wyrzutni i detekowana jest na drugim koncu dyskryminatora przez detektor. Na drodze pomiedzy wyrzutnia i detektorem, na atomy w wiazce dzialaja stale pola magnetyczne oraz pole mikrofalowe przy przechodzeniu atomów przez ra¬ miona rezonatora mikrofalowego. Wiazka atomowa przebiega w obszarze prózni w korpusie dyskryminatora czestotliwosci. Obszar rezonatora mikrofalowego zabez¬ pieczony jest przed dzialaniem zewnetrznych pól mag¬ netycznych za pomoca ekranu. 10 15 20 25 30 Opisane dyskryminatory niejednokrotnie w czasie pra¬ cy wykazuja pewne nieprawidlowosci w dzialaniu, gdyz nie spelnione sa jednoczesnie warunki prawidlowej pra¬ cy. Dla zapewnienia bowiem prawidlowej pracy dys¬ kryminatora czestotliwosci konieczne jest miedzy innymi zapewnienie duzej stalosci wymiarów geometrycznych calego Ukladu, wykonanie wszystkich elementów dyskry¬ minatora z materialów nie magnetycznych i pozwala¬ jacych jednoczesnie uzyskac wysoka próznie, precyzyjne ustawienie wyrzutni wzgledem detektora wiazki atomo¬ wej, oraz zapewnienie wysokiej prózni i duzej nie¬ zawodnosci urzadzenia.Celem wynalazku jest opracowanie dyskryminatora spelniajacego powyzsze warunki prawidlowej pracy.Cel ten osiagnieto przez skonstruowanie atomowego dyskryminatora czestotliwosci z wiazka atomowa, który zawiera wyrzutnie wiazki, ustawione na drodze wiazki atomowej magnesy wytwarzajace pola magnetyczne od¬ dzialywujace na wiazke, rezonator mikrofalowy przez którego ramiona przechodza atomy na które oddzia- lywuje pole mikrofalowe, oraz detektor wiazki. Calosc zamknieta jest korpusem dyskryminatora w którym wytworzona jest wysoka próznia. Ponadto w dyskry- minatorze umieszczony jest ekran zabezpieczajacy obszar rezonatora mikrofalowego przeddzialaniem zewnetrznych pól magnetycznych. Istotna cecha tego dyskryminatora jest to, ze próznioszczelny korpus detektora ma kon¬ strukcje samonosna; wykonany jest najkorzystniej ze stali kwasoodpornej i niemagnetycznej a glowice wy¬ rzutni i detektora oraz elementy magnesów wykonane sa najkorzystniej na stali kwasoodpornej. Do korpusu dyskryminatora, na jego osi za pomoca mieszków spre¬ zystych, dolaczone sa po przeciwnych stronach korpusu wyrzutnia wiazki atomowej oraz detektor wiazki. Do powierzchni bocznej za pomoca kanalu z zaworem do¬ laczone jest stanowisko prózniowe oraz pompy jonowe.Mieszki sprezyste wykonane sa ze stali nierdzewnej.Polaczenia próznioszczelne elementów skladowych dys¬ kryminatora wykonane sa jako rozbieralne zamki próz¬ nioszczelne z uszczelkami metalowymi. Pompy jonowe, zapewniajace wysoka próznie sa stala czescia dyskry¬ minatora czestotliwosci. Stanowisko prózniowe wytwa¬ rzajace próznie wstepna, dolaczone jest do korpusu dyskryminatora przez kanal z zaworem.Przedmiot wynalazku w przykladzie wykonania jest ponizej objasniony przy uzyciu rysunku przedstawiaja¬ cego schematycznie atomowy dyskryminator czestotli¬ wosci.Wiazka atomowa wytwarzana jest w wyrzutni W znajdujacej sie na jednym koncu dyskryminatora, a detektowana jest w detektorze D znajdujacym sie po przeciwnej stronie dyskryminatora. Wiazka atomowa przebiega od wyrzutni W do detektora D w obszarze próznioszczelnego korpusu K dyskryminatora, w którym jest wytworzona wysoka próznia. Na atomy w wiazce w obszarze pomiedzy wyrzutnia W i detektorem D, oddzialywuje stale pole magnetyczne wytworzone przez magnesy Mx i M2, oraz pole mikrofalowe przy prze¬ chodzeniu atomów przez ramiona rezonatora mikrofa¬ lowego R. Obszar rezonatora mikrofalowego R przed dzialaniem zewnetrznym pól magnetycznych zabezpie¬ czony jest ekranem E.Korpus K ma konstrukcje samonosna. W powierzchni bocznej korpusu K znajduje sie kanal z zaworem Z, przez który dolaczone jest z zewnatrz stanowisko próz¬ niowe wytwarzajace próznie wstepna wewnatrz kor¬ pusu K.Wyrzutnia W oraz detektor D, do korpusu K dolaczo¬ ne sa za pomoca mieszków sprezystych MS. Korpus dyskryminatora K wykonany jest ze stali kwasoodpornej i niemagnetycznej. Glowice wyrzutni W i detektora D oraz elementy magnesów Mi i Mo wykonane sa ze stali kwasoodpornej.Dyskryminator ma w obszarze prózni dolaczone na stale pompy jonowe PJ. Wytwarzaja one wysoka próznie w obszarze korpusu K po odcieciu za pomoca zaworu Jj stanowiska prózniowego po wytworzeniu prózni wstepnej. Polaczenia próznioszczelne pomiedzy czescia¬ mi skladowymi dyskryminatora wykonane sa jako roz¬ bieralne zamki prózniowe w których znajduja sie usz¬ czelki metalowe U.Dzieki zastosowaniu mieszków sprezystych, uzyskuje sie mozliwosci dokladnego ustawienia wyrzutni W wzgledem detektora D. Konstrukcja mechanizmów prze¬ suwu wyrzutni i detektora zepewniaja ruchy poprzeczne i katowe w plaszczyznie poziomej dyskryminatora.Dyskryminator wedlug wynalazku pozwala na zasto¬ sowanie malych prózniowych pomp elektrycznych, gdyz stanowisko prózniowe uzywane jest tylko dla otrzymania prózni wstepnej w obszarze wewnetrznym korpusu, znacznie mniejszym od analogicznego w znanych do¬ tychczas dyskryminatorach. 5 Dzialanie dyskryminatora wedlug wynalazku jest na¬ stepujace. Wytworzona w wyrzutni W wiazka atomów cezu na swej drodze napotyka pole magnetyczne wytwo¬ rzone przez pierwszy magnes Mi- Pole to powoduje od¬ chylenie wiazki od kierunku promieniowania (od osi 10 dyskryminatora). Nastepnie wiazka wchodzi w obszar pola mikrofalowego wytworzonego przez rezonator mi¬ krofalowy R. Pod wplywem tego pola nastepuje zmia¬ na orientacji spinu elektronu walencyjnego co z kolei powoduje zmiane orientacji momentu magnetycznego 15 atomu. Wiazka atomowa z tak uporzadkowanymi sta¬ nami wchodzi w obszar oddzialywania drugiego mag¬ nesu. Magnes M2 wytwarzajacy stale pole magnetyczne powoduje odchylenie wiazki atomowej ku osi dyskry¬ minatora i w ten sposób wprowadza wiazke do detek- 20 tora D. Wiazka atomów dochodzac do detektora wywo¬ luje w nim przeplyw pradu jonowego.Prawdopodobienstwo zmiany orientacji spinu atomów cezu w wiazce jest funkcja czestotliwosci pola mikro¬ falowego. Jezeli czestotliwosc pola mikrofalowego jest 25 równa czestotliwosci nominalnej atomowej linii rezo¬ nansowej (czestotliwosc wlasna atomów cezu) to prawdo¬ podobienstwo to jest najwieksze i prad plynacy w de¬ tektorze jest maksymalny. W ten sposób przez obser¬ wacje zmian natezenia pradu w detektorze, wnioskuje 30 sie o dokladnosci dostrojenia czestotliwosci pola mikro¬ falowego do czestotliwosci nominalnej atomowej linii rezonansowej. 35 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Atomowy dyskryminator czestotliwosci, zawieraja¬ cy wyrzutnie wiazki atomowej oraz detektor wiazki po¬ miedzy którymi na drodze wiazki od wyrzutni do de¬ tektora znajduja sie magnesy i rezonator mikrofalowy z 40 ekranem, które to elementy znajduja sie w obszarze wy¬ sokiej prózni ograniczonej korpusem dyskryminatora, znamienny tym, ze do korpusu (K) dyskryminatora o konstrukcji samonosnej na jego osi, za pomoca miesz¬ ków sprezystych (MS) dolaczone sa po przeciwnych 45 stronach korpusu wyrzutnia wiazki atomowej (W) oraz detektor wiazki (D), a ponadto do powierzchni bocznej za pomoca kanalu z zaworem (Z) dolaczone jest stano¬ wisko prózniowe oraz pompy jonowe (PJ) przy czym mieszki sprezyste (MS) wykonane sa ze stali nierdzew- 50 nej, a polaczenia próznioszczelne elementów skladowych dyskryminatora wykonane sa jako rozbieralne zamki próznioszczelne z uszczelkami metalowymi (U).

2. Atomowy dyskryminator czestotliwosci wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze korpus dyskryminatora (K) 55 wykonany jest najkorzystniej ze stali kwasoodpornej i niemagnetycznej, a glowice wyrzutni (W) i detektora (D) oraz elementy magnesów (Mi i M2) wykonane sa naj¬ korzystniej ze stali kwasoodpornej.KI. 21g,51/0O 67587 sygnal mikrofalowy MS Mi JL^ R lT =^\ 'LiNjJl ' "' iT1H5hn m w ?y u k/ v \ tc^ pj PL PL