SU1130808A1 - Magnetic optical teslameter - Google Patents

Magnetic optical teslameter Download PDF

Info

Publication number
SU1130808A1
SU1130808A1 SU833544130A SU3544130A SU1130808A1 SU 1130808 A1 SU1130808 A1 SU 1130808A1 SU 833544130 A SU833544130 A SU 833544130A SU 3544130 A SU3544130 A SU 3544130A SU 1130808 A1 SU1130808 A1 SU 1130808A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
optical
magneto
input
output
probe
Prior art date
Application number
SU833544130A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Иванович Гупалов
Сергей Николаевич Цыган
Original Assignee
Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина filed Critical Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority to SU833544130A priority Critical patent/SU1130808A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1130808A1 publication Critical patent/SU1130808A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

1. Магнитооптический тесламетр, содержащий двухчастотнЫй лазер, светоделитель, два оптических фильтра, два фотоприемника, магнитооптический зонд, состо щий из  чейки Фараде  и двух четвертьволновых ппастинок, два световода, соединенных с магнитооптичес1сим зондом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены второй светоделитель два оптических смесител ,oтpaжaтeльJ третий и четвертый световоды и раз ностньщ фазометр, причем первьй выход лазера через первый оптический фильтр и первый светоделитель оптически св зан через два световода с противоположными входами магнитооптического зонда, первый выход которого через третий световод и первый вход первого оптического смесител  св зан с входом первого фотоприемни- ка, втopdй выход зонда через четвертый световод и первый вход второго, оптического смесител  св зан с входом второго фотоприемника, второй выход лазера через второй оптический фильтр оптически св зан с входом второго светоделител ,-первый выход которого через отражатель св зан с вторым входом первого смесител , второй выход второго светоделител  св зан с вторым входом второго смесител , а выходы фотоприемников подключены к входам разностного фазометра. 2. Магнитооптический тесламетр, содержащий двухчастотный лазер с противоположными круговыми пол ризаци ми компонент излучени , два оптических фильтра, два фотоприемника , магнитооптический зонд, состо. щий из  чейки Ф араде , два световода , соединенных с магнитооптическим зондом, отличающи и- с   тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены разностньй фазометр и третий и четСлЭ вертый световоды, причем выходы лаО 90 зера через два световода св заны с входами магнитооптического зонДа, первый и второй выходы которого че00 рез третий и четвертый световоды и оптические фильтры оптически св заны с входами первого и второго фотоприемников соответственно, выходы которых соединены с входами разностного фазометра.1. A magneto-optical teslameter containing a two-frequency laser, a beam splitter, two optical filters, two photodetectors, a magneto-optical probe consisting of a Farade cell and two quarter-wavelength devices, two fibers connected to a magneto-optical probe, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, A second beam splitter, two optical mixers, a third and a fourth light guide fibers and a phase meter, the first laser output through the first optical filter and the first beam splitter Through two optical fibers with opposite inputs of the magneto-optical probe, the first output of which through the third light guide and the first input of the first optical mixer is connected to the input of the first photodetector, the second output of the probe through the fourth light guide and the first input of the second photodetector, the second laser output through the second optical filter is optically connected to the input of the second beam splitter, the first output of which through the reflector is connected to the second input of the first mixer, the second the output of the second beam splitter is connected to the second input of the second mixer, and the outputs of the photodetectors are connected to the inputs of the differential phase meter. 2. A magneto-optical teslameter containing a two-frequency laser with opposite circular polarizations of the radiation component, two optical filters, two photodetectors, a magneto-optical probe, and The two optical fibers connected to the magneto-optical probe, which are different from the cell, are designed so that, in order to improve the measurement accuracy, differential phase meters and third and fourth optical fibers are introduced into it, and the outputs of the laser through two optical fibers are connected the inputs of the magneto-optical probe, the first and second outputs of which through the third and fourth light guides and optical filters are optically coupled to the inputs of the first and second photodetectors, respectively, the outputs of which are connected to the inputs of the differential phase meter.

Description

Изобретение относитс  к магнитным измерени м и может быть использовано дл  измерений магнитной индукции посто нного магнитного пол . Известен магнитооптический тесламетр , содержащий последовательно сое диненные источник света, модул тор, пол ризатор-анализатор в виде призмы Плана-Томпсона,  чейку Фараде , отражатель, светоделитель, два фотоприемника , синхронный детектор и регистрирующий прибор И , Недостатками тесламетра  вл ютс  узкий динамический диапазон измерений из-за низкой частоты модул ции, которую способен обеспечить механический модул тор, а также недостаточ ную точность, ограниченную низкочастотными колебани ми интенсивности излучени  источника света, Наиболее близким техническим реше нием к предпагаемо.му  вл етс  магнитооптический тесламетр, содержащий .источник света в виде двухчастотного лазера, светоделитель, два оптических (|ильтра, два фотоприемника, магнитооптический зонд, состо щий из  чейки Фараде  и двух четвертьволновых пластинок, два световода, соединенных с магнитооптическим зондом , и мостова  схема, входы которой подключены к выходам фотоприемников zj. Недостатками известного тесламетра  вл ютс  высока  чувствительность к изменению козф||ициентов пере дачи фотоприемников, а также к изменению параметров  чейки Фараде , что ограничивает его точность величиной пор дка 0,3%. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем что,в магнитооптический тесламетр, содержащий двухчастотный лазер, светоделитель , два оптических фильтра, два фотоприемника, магнитооптический зонд, состо пщй из  чейки Фараде  и двух четвертьволновых пластинок, два световода, соединенных с магнито оптическим зондом, введены второй светоделитель, два оптических смесител , отражатель, третий и четвертый световоды и разностный фазометр причем первый выход лазера через первый оптический фильтр и первый светоделитель оптически св зан чере два световода с противоположны входами магнитооптического зонда. первый выход которого 4ept;r i -третий световод и первый вход первого оптического смесител  св зан с входом первого фотоприемника, второй выход зонда через четвертый световод и первый вход второго оптического смесител  св зан Свходом второго фотоприемника , второй выход лазера через второй оптический фильтр оптически св зан с входом второго светоделител , первый выход которого через отражатель св зан с вторь М входом первого смесител , второй выход второго светоделител  св зан с вторым входом второго смесител , а выходы фотоприемников подключены к входам разностного фазометра. Поставленна  цель достигаетс  также тем, что в магнитооптический тес- ламетр, содержащий двухчастотный лазер с противоположными круговыми пол ризаци ми компонент излучени , два оптических фильтра, два фотоприемника , магнитооптический зонд, состо щий из  чейки Фараде , два световода, соединенных с магнитооптическим зондом, введены разностный фазометр и третий и четвертый световоды, причем выходы лазера через два световода св заны с входами магнитооптического зонда, первый и второй выходы которого через третий и четвертый световоды и оптические фильтры оптически св заны с входами первого и второго фотоприемников соответственно, выходы которых соединены с входами разностного фазометра . На фиг. 1 представлена схема магнитооптического тесламетра, первый вариант; на фиг. 2 - то же, второй вариант. Тесламетр содержит двухчастотный лазер I, первый выход которого через первый оптический фильтр 2 и пер аш светоделитель 3, где луч делитс  на два, оптически св зан с двум  световодами 4 и 5, посредством которых два встречных луча подаютс  на магнитооптический зонд 6; Магните оптический зонд 6 состоит из двух четвертьволновых пластинок 7 и 8 и  чейки 9 Фараде . Выходы магнитооптического зонда 6 через световоды 10 и П св заны с первыми входами оптических смесителей 12 и 13, с выхода которых лучи подаютс  на входы фотоприемников 14 и 15. Второй выход лазера I через второй оптический фильтр 16, второй светоделитель 17 и отражатель 18 оптически св зан с вторыми входами оптических смесителей 12 и 13. Сложенные лучи поступают на фотоприемники 14 и 15, выходы которых соединены с входми разностного фазометра 19.The invention relates to magnetic measurements and can be used to measure the magnetic induction of a constant magnetic field. A magneto-optical teslameter is known, containing a sequentially connected light source, a modulator, a polarizer-analyzer in the form of a Plan-Thompson prism, a Farade cell, a reflector, a beam splitter, two photodetectors, a synchronous detector and a recording device And, The disadvantages of the teslameter are a narrow dynamic measuring range due to the low modulation frequency that a mechanical modulator is capable of providing, as well as insufficient accuracy limited by low-frequency oscillations of the radiation intensity of the source The closest technical solution to the predicted one is a magneto-optical teslameter containing a source of light in the form of a two-frequency laser, a beam splitter, two optical (| Iltra, two photodetectors, a magneto-optical probe consisting of a Farade cell and two quarter-wave plates, two a fiber connected to a magneto-optical probe and a bridge circuit, the inputs of which are connected to the outputs of photodetectors zj. The disadvantages of the known teslameter are the high sensitivity to changes in transmittance otopriemnikov and to change parameters Faraday cell, which limits the accuracy of the order of magnitude of 0.3%. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that, in a magneto-optical teslameter containing a two-frequency laser, a beam splitter, two optical filters, two photodetectors, a magneto-optical probe consisting of a Farad cell and two quarter-wave plates, two fibers connected to a magneto-optical probe, a second beam splitter, two an optical mixer, a reflector, a third and fourth optical fibers, and a differential phase meter, the first laser output through the first optical filter and the first optical beam splitter optically connected to the two optical fibers On the opposite inputs of the magneto-optical probe. the first output of which 4pt; ri is the third light guide and the first input of the first optical mixer connected to the input of the first photodetector, the second output of the probe through the fourth light guide and the first input of the second optical mixer connected by the input of the second photodetector, the second output of the laser through the second optical filter is optically connected with the input of the second beam splitter, the first output of which through the reflector is connected to the second M input of the first mixer, the second output of the second beam splitter is connected to the second input of the second mixer, and the outputs of the photodetectors connected to the inputs of the differential phase meter. The goal is also achieved by the fact that a magneto-optical teslameter containing a two-frequency laser with opposite circular polarization radiation component, two optical filters, two photodetectors, a magneto-optical probe consisting of a Farad cell, two fibers connected to a magneto-optical probe, are introduced a difference phase meter and a third and fourth light guide, the laser outputs being connected via two light guides to the inputs of a magneto-optical probe, the first and second outputs of which are through the third and fourth light guide and optical filters optically coupled to the inputs of the first and second photodetectors, respectively, whose outputs are connected to inputs of the differential phase meter. FIG. 1 shows a magneto-optical teslameter diagram, the first option; in fig. 2 - the same, the second option. The teslameter contains a dual-frequency laser I, the first output of which is through the first optical filter 2 and first of the beam splitter 3, where the beam is divided into two, optically coupled to two optical fibers 4 and 5, by means of which two opposite beams are fed to the magneto-optical probe 6; The magnet optical probe 6 consists of two quarter-wave plates 7 and 8 and a Farad cell 9. The outputs of the magneto-optical probe 6 through the optical fibers 10 and P are connected to the first inputs of optical mixers 12 and 13, from the output of which the rays are fed to the inputs of photodetectors 14 and 15. The second output of laser I is through the second optical filter 16, the second beam splitter 17 and the reflector 18 optically is connected with the second inputs of the optical mixers 12 and 13. The folded beams arrive at the photodetectors 14 and 15, the outputs of which are connected to the inputs of the differential phase meter 19.

По второму варианту магнитооптический тесламетр содержит двухчастотный лазер 1 и оптический фильIn the second variant, the magneto-optical teslameter contains a two-frequency laser 1 and an optical filter.

2.Выходы лазера 1 через световоды 4 и 5 подаютс  на входы магнитооптического зонда 6, состо щего из  чейки Фараде  9. Выходы магнитооптического зонда через световоды 10 и 11 и оптические фильтры оптически св загы с входами соответствующих фотоприемников 14 и 15, при этом2. The outputs of the laser 1 through the optical fibers 4 and 5 are fed to the inputs of the magneto-optical probe 6 consisting of a Farad cell 9. The outputs of the magneto-optical probe through the optical fibers 10 and 11 and optical filters optically connected to the inputs of the corresponding photodetectors 14 and 15, while

к входу фотоприемника 14 выходом подключен оптический фильтр 16. Выходы фотоприемников 14 и 15 соединены с входами разностного фазометра 19, выход которого  вл етс  информационным выходом устройства.An optical filter 16 is connected to the input of the photoreceiver 14. The outputs of the photoreceivers 14 and 15 are connected to the inputs of the differential phase meter 19, the output of which is the information output of the device.

Тесламетр (фиг. l) работает следующим образом.The teslameter (Fig. L) works as follows.

Лазер 1 генерирует двухмодовое излучение, представл ющее собой две линейно пол ризованные взаимно ортогональные волны, разность частот которых может устанавливатьс  в йнтерСОLaser 1 generates two-mode radiation, which is two linearly polarized mutually orthogonal waves, the frequency difference of which can be set in interCO

вале 10-10 Гц. Естественно, что прин ты обычные меры дл  обеспечени стабильности характеристик излучени ( стабилизаци  частот и мощности). . Луч из первого выхода лазера 1 проходит оптический фильтр 2, который также, как и фильтр 16 может представл ть собой просто анализатор, пропускающий одну из двух ортогоналных мод, и попадает на светоделителshaft 10-10 Hz. Naturally, conventional measures are taken to ensure the stability of the radiation characteristics (stabilization of frequencies and power). . The beam from the first output of laser 1 passes an optical filter 2, which also, like filter 16, can simply be an analyzer that passes one of the two orthogonal modes and hits the beam splitter

3,который представл ет собой, например , полупрозрачное зеркало. На с етоделителе 3 первый луч лазера разщепл етс  на два луча, которые3, which is, for example, a translucent mirror. On delimiter 3, the first laser beam is split into two beams, which

с помощью световодов 4 и 5 подвод тс  к противоположным сторонам магнитооптического зонда 6 и образуют пару встречных лучей. Лучи, прошедшие магнитооптический зонд 6, через световоды 10 и 11 подаютс  на оптические смесители 12 и 13 соответственно , которые так же как светоделитель 17 могут быть выполнены в виде полупрозрачных зеркал. Луч из второго выхода лазера 1 проходит через второй оптический ({ильтр 16 и напр а08084using the light guides 4 and 5, they are led to opposite sides of the magneto-optical probe 6 and form a pair of opposing rays. The rays passing through the magneto-optical probe 6 are transmitted through the optical fibers 10 and 11 to the optical mixers 12 and 13, respectively, which, like the beam splitter 17, can be made in the form of translucent mirrors. The beam from the second output of laser 1 passes through the second optical ({illtr 16 and eg a08084

л етс  на светоделитель 17, где луч делитс  на два. Один из разделенных лучей подаетс  на оптический смеситель 12, а второй через .отражатель 18 - на оптический смеситель 13. Отражатель 18 может представл ть собой, например, глухое зеркало или призму полного внутреннего отражени . Фильтр 16 выдел Q ет вторую моду, котора  на оптических смесител х 12 и 13 смешиваетс  с встречными лучами первой моды. Эти смешанные лучи попадают на фотоприемники 14 и 15 соответственно, где преобразуютс  в электрический сиг нал биений.It is located at the beam splitter 17, where the beam is divided into two. One of the separated rays is fed to the optical mixer 12, and the second through the reflector 18 to the optical mixer 13. The reflector 18 may be, for example, a blind mirror or a prism of total internal reflection. The filter 16 selects Qet a second mode, which on optical mixers 12 and 13 is mixed with the opposing rays of the first mode. These mixed beams fall on the photodetectors 14 and 15, respectively, where they are converted into an electrical beat signal.

Фазометр 19 вьщел ет разность фаз двух электрических сигналов одной частоты. При включении прибора магнитооптический зонд 6 экранируют и выставл ют начальное значение фазового , сдвига, например нулевое. При помещении магнитооптического зонда 6 в магнитное поле возникает опти . ческа  разность хода встречных лучей, котора  приводит к фазовому сдвигуPhase meter 19 selects the phase difference between two electrical signals of the same frequency. When the device is turned on, the magneto-optical probe 6 is shielded and the initial value of the phase shift is set, for example, zero. When a magneto-optical probe 6 is placed in a magnetic field, an optic appears. the chests path difference of the opposing rays, which leads to a phase shift

ср 2VdB. где V - посто нна  Верде;wed 2VdB. where V is constant Verde;

d - толщина активного сло   чейки Фараде ;d is the thickness of the active layer of the Farade cell;

В - магнитна  индукци . При этом в магнитооптическом зонде происходит следующее. Линейно пол ризованнъш луч, пройд  четвертьволновую пластинку, приобретает кру5 говую пол ризацию. Вращение плоскости пол ризации, обусловленное эффект .. Фараде , .дп  встречных лучей имеет различные знаки, ускор   один луч и тормоз  второй. Пройд  вторую четвертьволновую пластинку, луч снова становитс  линейно пол ризованным. Интенсивность луча на выходе световода 10 описываетс  выражениемB - magnetic induction. In this case, the following occurs in the magneto-optical probe. A linearly polarized beam, having traversed a quarter-wave plate, acquires a circular polarization. The rotation of the plane of polarization due to the effect .. Farad., The oncoming beam has different signs, acceleration of one beam and brake of the second. Having passed the second quarter-wave plate, the beam again becomes linearly polarized. The intensity of the beam at the output of the light guide 10 is described by the expression

5 ,Ь ) 4cf Д)4 q,oli) ipelt) q(B)l,5, b) 4cf D) 4 q, oli) ipelt) q (B) l,

где - частота излучени ;where is the radiation frequency;

Cf,(t)- случайна  фаза, обусловленна  нестабильност ми лазе0ра 1{Cf, (t) is a random phase caused by laser instability 1 {

(li HlHtp lt) - случайные фазы, обусловленные нестабильност ми оптического щита в соответствующих световодах от вли ющих факторов (температура, дав5 ление и др .) ;(li HlHtp lt) - random phases caused by instabilities of the optical shield in the corresponding optical fibers from influencing factors (temperature, pressure, etc.);

CSj,(t) -случайна  фаза, обусловленна  вли нием внешних факторов на магнитооптический зонд 6; CP{B) -приращение фазы, обусловленное эффектом Фараде . Интенсивность луча на выходе световода I1 описываетс  выражением I,,a,, 46ttVt 6Wvcp,,(t)-4(B), где суд, - начальное значение разности фаз встречных лучей, обусловленное различными оптическими пут ми; CpyCt) и Cf,,(t) - случайные фазы. Интенсивность луча на выходе светоделител  17 равна/ , t+(i(t) (3) где Cp,,(t) - случайна  фаза, соответ ствующа  нестабильност м второй моды; 2 частота излучени  второй моды. Интенсивность луча на выходе отражател  18 равна 1,2, 0,2sinfrt+ fi b M ; ( где (рог начальное значение разности фаз разделенных лучей второй моды На выходе фотоприемника 15 будет сигнал V, a,6;n(,,lt)4cf(t)Cf,git)+%W+tf (Bl-tp2W,(5) на выходе фотоприемника 14 M2 ajSin(-3i- 2Vtvq,(,tCf5(t))+ %W-4 tebtp7W-4oOСб) на выходе фазометра 19 ,(t) + c,o(t)-46W 4 «(t)(8 ()2Ч(8), 4o%2-%oq c W-t),U)4Cf,(t)-q,5(t)). Магнитооптический тесламетр (фиг. 2) работает следующим образом Лазер I представл ет собой изотропный зеемановский лазер, лучи с выходов которого пол ризованы по кругу. При этом луч, совпадающий с направлением магнитного пол , сос тоит из двух компонент ,-6 , , где - частота лазера без магнитно пол ; А- - смещение частоты лазера, вызванное эффектом Зеемана. Перва  компонента имеет правую круговую пол ризацию, а втора  ,левую. На втором выводе лазера 1 компонента излучени  с частотой -0 имеет левую круговую пол ризацию, а компонента с частотой правую . Проход  через  чейку Фараде  компоненты излучени  с правой и левой круговыми пол ризаци ми получают приращени  фазы с противоположными знаками. Оптические фильтры 2 и 16, представл ющие из себ , например, просто анализаторы, выдел ют из. излучени , прошедшего ро световодам через  чейку Фараде , интерферирующие составл ющие излучени , которые на соответствующих фотоприемниках 14 и 15 преобразуютс  в электрические сигналы разностной частоты. Фазометр 19 измер ет разность фаз двух электрических сигналов одной частоты . Основные соотношени  таковы. Интенсивность луча на выходе оптического фильтра состоит из двух компонент и 1,2 которые описываютс  следу ющими выражени ми: I,,a,,5;n,l+t,U)4(,(tl4c 6aHty,,); , i,rci,,sin -32iitp2W4(iH4;Ubcp;jt)-cf{B),: где Ц, (t) и cp2(t) - случайные фазы, обусловленные нестабильност ми параметров лазера 1; q4 W, tfi 1.4-6 W, 4-6 W a %(t} (t) - случайные фазы, обусловленные вли нием внешних факторов на световоды 4 и 11 и зонд 6 по отношению к первой компоненте; ( || (в) - приращение фазы, обусловленное эффектом Фараде . Интенсивность луча ка входе оптического фильтра 16 состоит из компонент 12J и которые описываютс  выражени ми I,,a2,,btf,lt ,), Porqle)) l22 a2.,,ltl4lf(t)4C| itlf4 i(tlt. ), где и cf(32 начальные фазы компонент второго выхсзда лазера по отношению к фазам соответствующих компонент первого 1а,1хода лазера 1 . Сигнал на выходе фотоприемника I5 имеет вид V,a,5;«(, 4cp,U)-7|,(ihq) (i)-cf (t) .../|Л )|Ъ/IIt,. I /i. . и ..I %W-(,,(t)-cf;,(i) 42(f Ol , (10) 7 13 СИГНШ1 на и,1ходе фотопрнемника 14 имеет вид M,j (V 2litc,li) + 4)(tl-cf5lt))-tt4feli )-4UtUtp,U)(i)fq,,,(.. ( Разность фаз, выделенна  фазометром 19, описываетс  выражением i 4-tPo2- c,t4ltl4 - nW 4,,(t) + 45 - 5W 4loW-4 ,aUl44tf(B)(o4q,t)4cf(8l где фо - начальна  разность фаз; (j,,(t)- случайна  составл юща . обусловленна  нендентичностью изменени  оптических путей в световодах под вли нием внешних факторов. Динамический диапазон предпоженных устройств определ етс  несущей частотой (разностной частотой излучени  . При этом верхн   частота изменени  магнитного пол  должна быть на один-два пор дка ни7«;е несущей частоты. Предпагаемый магнитооптический тесламетр позвол ет расширить диапазон измерений и повысить быстродействие . -По сравнению с серийным тес- , ламетром Ш1 -1 производительность возрастает более чем в 2 раза.CSj, (t) -cause phase, due to the influence of external factors on the magneto-optical probe 6; CP (B) phase increment due to the Farad effect. The intensity of the beam at the output of the fiber I1 is described by the expression I ,, a ,, 46ttVt 6Wvcp ,, (t) -4 (B), where the trial is the initial value of the phase difference of the opposing rays, due to different optical paths; CpyCt) and Cf ,, (t) are random phases. The intensity of the beam at the output of the splitter 17 is equal to /, t + (i (t) (3) where Cp, (t) is a random phase corresponding to the instability of the second mode; 2 the emission frequency of the second mode. The intensity of the beam at the output of the reflector 18 is 1 , 2, 0,2sinfrt + fi b M; (where (horn is the initial value of the phase difference of the separated beams of the second mode) At the output of the photodetector 15 there will be a signal V, a, 6; n (,, lt) 4cf (t) Cf, git) +% W + tf (Bl-tp2W, (5) at the output of the photodetector 14 M2 ajSin (-3i-2Vtvq, (, tCf5 (t)) +% W-4 tebtp7W-4oOSb) at the output of the phase meter 19, (t) + c, o (t) -46W 4 "(t) (8 () 2Ч (8), 4o% 2-% oq with Wt), U) 4Cf, (t) -q, 5 (t)). Magneto-optical teslameter (FIG 2) works as follows Laser I is an isotropic Zeeman laser, the rays from the outputs of which are polarized in a circle.At the same time, the beam coinciding with the direction of the magnetic field consists of two components, -6, where is the frequency of the laser without a magnetic field; A - - laser frequency shift caused by the Zeeman effect: the first component has right circular polarization, and the second, left. On the second pin of laser 1, the radiation component with a frequency of -0 has the left circular polarization, and the component with the frequency is right-handed. Passing through the Farad правой cell, the radiation components with right and left circular polarizations receive phase increments with opposite signs. Optical filters 2 and 16, which are from themselves, for example, simply analyzers, are extracted from. the radiation transmitted by the optical fibers through the Farad cell, the interfering components of the radiation, which at the corresponding photodetectors 14 and 15 are converted into electrical signals of the difference frequency. A phase meter 19 measures the phase difference of two electrical signals of the same frequency. The basic relationships are as follows. The intensity of the beam at the output of the optical filter consists of two components and 1.2 which are described by the following expressions: I ,, a ,, 5; n, l + t, U) 4 (, (tl4c 6aHty ,,);, i, rci ,, sin -32iitp2W4 (iH4; Ubcp; jt) -cf {B): where C, (t) and cp2 (t) are random phases due to instability of the parameters of laser 1; q4 W, tfi 1.4-6 W, 4-6 W a% (t} (t) are random phases due to the influence of external factors on the optical fibers 4 and 11 and probe 6 with respect to the first component; (|| (c) - phase increment due to the Farad effect. The intensity of the beam at the input of the optical filter 16 consists of components 12J and which are described by the expressions I ,, a2, btf, lt,), Porqle)) l22 a2. ,, ltl4lf (t) 4C | itlf4 i (tlt.), where and cf (32 are the initial phases of the components of the second laser output relative to the phases of the corresponding components of the first 1a, 1 laser output 1. The signal at the output of the I5 photodetector is V, a; 5; "(, 4cp, U ) -7 |, (ihq) (i) -cf (t) ... / | Л) | Ъ / IIt ,. I / i. . and ..I% W - (,, (t) -cf;, (i) 42 (f Ol, (10) 7 13 SIGNS1 on and, at the photo input of the 14, has the form M, j (V 2litc, li) + 4 ) (tl-cf5lt)) - tt4feli) -4UtUtp, U) (i) fq ,,, (.. (The phase difference, separated by phase meter 19, is described by the expression i 4-tPo2-c, t4ltl4 - nW 4 ,, (t ) + 45 - 5W 4loW-4, aUl44tf (B) (o4q, t) 4cf (8l where the initial phase difference of the phases; (j ,, (t) is a random component due to the nonentical change in the optical paths in the optical fibers under the influence of external factors. The dynamic range of the prearranged devices is determined by the carrier frequency (differential frequency of the radiation. In this case, the upper frequency of the change of the magnetic field must be by one or two orders of magnitude ni7 ";. f carrier frequency Predpagaemy magneto teslametr allows to expand the measurement range and improve the performance compared with the serial -According tes-, Lamettrie GW1 -1 performance increases by more than 2 times..

Ajnru Ajnru

фиг 2fig 2

Claims (2)

1. Магнитооптический тесламетр, содержащий двухчастотный лазер, светоделитель, два оптических фильтра, два фотоприемника, магнитооптический зонд, состоящий из ячейки Фарадея и двух четвертьволновых пластинок, два световода, соединенных с магнитооптическим зондом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй светоделитель;1. A magneto-optical teslameter containing a two-frequency laser, a beam splitter, two optical filters, two photodetectors, a magneto-optical probe, consisting of a Faraday cup and two quarter-wave plates, two optical fibers connected to a magneto-optical probe, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, a second beam splitter is introduced; два оптических смесителя, отражатель,^ третий и четвертый световоды й раз ’ ностный ф>азометр, причем первый выход лазера через первый оптический фильтр и первый светоделитель оптически связан через два световода с противоположными входами магнитооптического зонда, первый выход которого через третий световод и первый вход первого оптического смесителя связан с входом первого фотоприемни— ка, вторбй выход зонда через четвертый световод и первый вход второго, оптического смесителя связан с входом второго фотоприемника, второй выход лазера через второй оптический фильтр оптически связан с входом второго светоделителя,- первый выход которого через отражатель связан с вторым входом первого смесителя, второй выход второго светоделителя связан с вторым входом второго смесителя, а выходы фотоприемников подключены к входам разностного фазометра.two optical mixers, a reflector, a third and fourth optical fiber with an azometer, the first laser output through the first optical filter and the first beam splitter optically coupled through two optical fibers with opposite inputs of the magneto-optical probe, the first output of which through the third optical fiber and the first input the first optical mixer is connected to the input of the first photodetector, the second output of the probe through the fourth fiber and the first input of the second, optical mixer is connected to the input of the second photodetector, the second output EPA through the second optical filter is optically coupled with the input of the second beamsplitter, - a first outlet through which reflector is connected with the second input of the first mixer, the second output of the second splitter is connected to a second input of the second mixer, and the outputs of the photodetectors are connected to the inputs of the differential phase meter. 2. Магнитооптический тесламетр, содержащий двухчастотный лазер с противоположными круговыми поляриза циями компонент излучения, два оптических фильтра, два фотоприемника, магнитооптический зонд, состоящий из ячейки Фарадея, два световода, соединенных с магнитооптическим зондом, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены разностный фазометр и третий и четвертый световоды, причем выходы лазера через два световода связаны с входами магнитооптического зонда, первый и второй выходы которого через третий и четвертый световода и оптические фильтры оптически связаны с входами первого и второго фотоприемников соответственно, выходы которых соединены с входами разностного фазометра.2. A magneto-optical teslameter containing a two-frequency laser with opposite circular polarizations of the radiation components, two optical filters, two photodetectors, a magneto-optical probe, consisting of a Faraday cage, two optical fibers connected to a magneto-optical probe, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy , a difference phase meter and a third and fourth optical fiber are introduced into it, and the laser outputs through two optical fibers are connected to the inputs of the magneto-optical probe, the first and second outputs of which are through the third and h tverty fiber and optical filters optically coupled to the inputs of the first and second photodetectors, respectively, whose outputs are connected to inputs of the differential phase meter.
SU833544130A 1983-01-21 1983-01-21 Magnetic optical teslameter SU1130808A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833544130A SU1130808A1 (en) 1983-01-21 1983-01-21 Magnetic optical teslameter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833544130A SU1130808A1 (en) 1983-01-21 1983-01-21 Magnetic optical teslameter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1130808A1 true SU1130808A1 (en) 1984-12-23

Family

ID=21046812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833544130A SU1130808A1 (en) 1983-01-21 1983-01-21 Magnetic optical teslameter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1130808A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. ПНИ, 1971, N- 4, с. 37. 2.„Измерительна техника, 1974, № 2, с. 56,. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3891321A (en) Optical method and apparatus for measuring the relative displacement of a diffraction grid
US3728030A (en) Polarization interferometer
US5619325A (en) Optical system for ellipsometry utilizing a circularly polarized probe beam
CN109839606B (en) Novel atomic magnetometer device and detection method
US4433915A (en) Dual-polarization interferometer with a single-mode waveguide
SU1130808A1 (en) Magnetic optical teslameter
US4298284A (en) Method and apparatus for measuring magnetooptic anisotropy
GB2058346A (en) Ring Interferometer Rotation Sensors
JPH02118416A (en) Optical sensor
WO2004003526A1 (en) Heterodyne laser interferometer using heterogeneous mode helium-neon laser and super heterodyne phase measuring method
JP2006078494A (en) Polarimeter for measuring electron density of tokamak device
JP3873082B2 (en) Polarimeter and method for measuring the Faraday rotation angle of an object to be measured
JPS6088929A (en) Optical heterodyne module
JPH08278202A (en) Optical device for polarization analysis and polarization analyzer using the device
SU1755382A1 (en) Fiber-optic sensor
SU712684A1 (en) Method of measuring amplitude of mechanical oscillations
RU1775622C (en) Dispersion interferometer
SU853428A2 (en) Device for measuring temperature
SU1239626A1 (en) Phase shift calibrator
SU1099284A1 (en) Laser doppler speed meter
SU1155921A1 (en) Polarizing refractometer
JPS61196103A (en) Displacement meter
SU1272258A1 (en) Method and apparatus for measuring high voltage
SU1478064A1 (en) Method of measuring optic length of fiber optic light guides
SU970236A1 (en) Electric field strength meter