Przedmiotem wynalazku jest magnetometr z pompowaniem optycznym nalezacy do dziedziny techniki ukladów lub przyrzadów do pomiaru wielkosci magnetycznych za pomoca rezonansu zyromagnetycznego.Stan techniki. Znany magnetometr z pompowaniem optycznym zawiera glowice z komora rezonansowa wypelniona parami metalu alkalicznego lub helem. Z jednej strony komory na jej osi optycznej umocowana jest lampka, wypelniona parami tego samego metalu alkalicznego lub helem co komora rezonansowa. Z drugiej strony komory zamocowany jest fotodetektor. Komora rezonansowa umieszczona jest w polu magnetycznym cewek zasilanych z generatora czestotliwosci radiowej. Z obu stron komory rezonansowej umieszczone sa elementy optyki skladajace sie z soczewek i filtrów. Glowica polaczona jest za pomoca kabla wielozylowego z czefcia elektroniczna magnetometru. Fotodetektor glowicy polaczony jest poprzez wzmacniacz z detektorem fazowym, sterujacym czestotliwoscia dwuwejsciowego generatora czestotliwosci radiowej, sterowanego nap.ec.em. przylaczonego do cewek glowicy. Do drugiego wejscia tego generatora przylaczony jest generator niskiej "^Gen^rator czestotliwosci radiowejzawiera trzy generatory wewnetrzne, przelacznik elektronowy, mieszacz oraz filtr. Czestotliwosc wyjsciowa generatora czestotliwosci radiowej jest wynikiem zmk^nia^czestotl.wosc. jednego z wewnetrznych generatorów naprzemian z czestotliwoscia jednego z dwóch pozostalych generatorów.Przelaczanie wspólpracujacych ze soba generatorów nastepuje w takt generatora niskiej czertotliwosc. W czesci elektronicznej magnetometru zawarte sa ponadto generator swiecenia tamki, termostat glowicy oraz zasilacze.Omawiany magrietometr jest przedstawiony w opisie patentowym USA nr 3 728 614. iSui^nataku. Istota wynalazku polega na tym. ze w czesci elektronicznej magnetometru pomiedzy wzmacniacz i detektor fazy wlaczony jest dyskryminatorczestotliwosci. „„„„?ii.ao&i nutacii Zalet, magnetometru wedlug wynalazku jest to. ze dziala na zasadzie porównywaniaj"«^""*"""* do przeskokach czestotliwosci wokól czestotliwosci rezonansu komory rezonansowej. Magnetometr charaktery Se^ie Sm czasem odpbwiedzi .duza odpornosci, na zaklócenia. Wlasciwosci te w zastosowaniach oeofizvcznvch rozszerzaja zakres zastosowalnoscl magnetometru. o32fcU rysunki Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonama na rysunku, który przedstawia schemat blokowy tjnegnetometru.2 90 291 Przyklad wykonania wynalazku i jego dzialanie. Magnetometr zbudowany jest z glowicy 1 oraz z czesci elektronicznej 2. Glowica 1 zawiera lampke 3 z cewkami swiecenia. Lampka 3, wypelniona parami metaN alkalicznych lub helem jest zamocowana na osi optycznej glowicy 1. Na osi glowicy 1 zamocowana jest równiez komora rezonansowa 4 wypelniona parami metalu alkalicznego lub helem. Komora 4 umieszczona jest w polu magnetycznym cewek 5. Z obu stron komory 4 umieszczone sa elementy optyki 6 skladajace sie z soczewek i filtru interferencyjnego i polaryzatora kolowego. Za elementem optyki 6 lezacym po przeciwnej stronie komory 4, w stosunku do lampki 3, znajduje sie fotodetektor 7. Czesc elektroniczna 2 zawiera generator 8 wytwarzajacy energie elektryczna o bardzo wielkiej czestotliwosci, polaczony z cewkami swiecenia lampki 3. Fotodetektor 7 polaczony jest ze wzmacniaczem 9 sterujacym dyskryminartor czestotliwosci 10, który jest polaczony z dwuwejsciowym detektorem fazowym 11. Wyjscie detektora 11 polaczone jest poprzez integrator 12 z dwuwejsciowym generatorem czestotliwosci radiowej 13 sterowanym napieciem, do którego drugiego wejscia podlaczony jest równiez generator niskiej czestotliwosci 14 podlaczony równoczesnie do drugiego wejscia ^detektora 11.Swiatlo lampki 3, która swieci na skutek wyladowania bezelektrodowego w polu bardzo wielkiej czestotliwosci, wytworzonym przez generator 8, przechodzi wzdluz osi glowicy przez elementy optyki 6 i poprzez komore 4, gdzie nastepuje zmienna w czasie absorpcja swiatla czyli modulacja strumienia swietlnego.Atomy par metalu alkalicznego na przyklad cezu, znajdujace sie pod wplywem stalego, mierzonego pola magnetycznego o kierunku zblizonym do kierunku osi glowicy 1 sa poddawane pompowaniu optycznemu na skutek dzialania swiatla przechodzacego przez komore rezonansowa 4. Jednoczesnie tak pompowane atomy sa poddawane dzialaniu pola magnetycznego zmennego z czestotliwoscia radiowa poprzecznego do osi glowicy 1 ido mierzonego pola, pochodzacego od pradu o czestotliwosci bliskiej czestotliwosci rezonansowej plynacego poprzez cewki 5.Do komory 4 przyklada sie pole o czestotliwosci przyjmujacej skokowo naprzemian dwie wartosci czestotliwosci obejmujace czestotliwosc rezonansowa. Prad o czestotliwosci radiowej wytworzony w generatorze 13 ma modulowana czestotliwosc w taki sposób, ze przybiera ona na przemian wartosci wieksze i mniejsze od czestotliwosci rezonansu. Po kazdej takiej zmianie nastepuje modulacja strumienia swietlnego przechodzacego przez komore rezonansowa 4. Modulacja ma charakter zanikajacych drgan o czestotliwosci zaleznej od bezwzglednej wartosci odstrojenia chwilowej czestotliwosci generatora 13 od czestotliwosci rezonansu komory 4, a stanowiacych wynik nutacji momentów magnetycznych atomów.Strumien swietlny i modulacja tego strumienia jest przetwarzana przez fotodiode 7 na sygnal pradu zmiennego, który po wzmocnieniu we wzmacniaczu 9, jest poddawany detekcji czestotliwosci w dyskryminato- rze 10. Po detekcji czestotliwosci i po usunieciu skladowej stalej na wyjsciu dyskryminatora 10 uzyskuje sie sygnal napieciowy pradu zmiennego o amplitudzie zaleznej od nierównosci wartosci dwóch czestotliwosci, nutacji które naprzemian pojawiaja sie w postaci modulacji strumienia swietlnego/Sygnal pradu zmiennego przylozony jest nastepnie do wejscia detektora 11, gdzie zostaje wyprostowany w odpowiedniej fazie i steruje poprzez integrator 12 generator 13. W ten sposób uklad doprowadza do zerowego napiecia na wejsciu integratora 12, a zatem do uzyskania zrównania czestotliwosci nutacji i symetrii pomiedzy dwiema czestotliwosciami chwilowymi generatora 13 w stosunku do czestotliwosci rezonansu komory 4.Generator 13 czestotliwosci radiowej jest sterowany poprzez drugie wejscie napieciem prostokatnym z generatora 14, w wyniku czego uzyskuje sie potrzebna impulsowa modulacje czestotliwosci. Jednoczesnie z tego samego generatora 14 napiecia niskiej czestotliwosci jest sterowany detektor fazy 11 dl* uzyskania detekcji synchronicznej zmodulacja. w Czestotliwosc generatora 13 moze byc mierzona przy pomocy licznika, przy czym odstep zliczania tak sie dobiera zeby licznik wskazywal wartosc srednia tej czestotliwosci. Wskazanie licznika jest miara natezenia pola "magnetycznego." Magnetometrem mozna praktycznie dokonywac pomiarów równiez w przypadku, gdy mierzone pole magnetyczne nie jest zupelnie równolegle do osi glowicy. Nastepuje jednak wówczas pogorszenie zdolnosci rozdzielczej magnetometru.. ~~- -._._ czestotliwosci radiowej, znamienny tym, ze pomiedzy wzmacniacz (9) i detektor fazy (11) wlaczony jest dyskryminator czestotliwosci (10). PL