SU1691804A1 - Квантовый магнитометр с оптической ориентацией атомов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к магнитометрическим устройствам и может быть исполь- зовано в технике точного измерени  магнитного пол  в услови х высокого уровн  электромагнитных помех. Цель изобретени  - повышение точности измерений - достигаетс  введением управл емого источника 7 света, фотодиода 8 и конденсатора 9. Магнитометр содержит датчик 1, электронный формирователь 2, индуктор 13 переменного пол , светодиоды 3, 4, генератор 5 возбуждени , спектральную лампу 6, циркул рный пол ризатор 10, линзу 11, камеру поглощени  12, фотоприемник 14, широкополосный усилитель 15. 1 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к магнитометрическим устройствам и может быть использовано в технике точного измерени  магнитного пол  в услови х высокого уровн  электромагнитных помех.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

На чертеже представлена функциональна  схема магнитометра.

Магнитометр содержит датчик 1, электронный формирователь 2, световоды 3, 4, генератор 5 возбуждени , спектральную лампу 6, управл емый источник 7 света, фотодиод 8, электрический конденсатор 9.

Датчик включает в себ  расположенные на одной оптической оси, направленной под углом 45° к измер емому магнитному полю, циркул рный пол ризатор 10, элементы 11 фокусировки светового потока (линзы), камеру 12 поглощени , помещенную внутри индуктора 13 переменного пол . Электрический формирователь включает в себ  фотоприемник 14 и широкополосный усилитель 15 обратной св зи с заданной фазовой характеристикой дл  обеспечени  самогенерации магнитометра. Выход 16 широкополосного усилител  15  вл етс  выходом, электронного формировател  2. Датчик 1 оптически св зан со спектральной лампой 6 и фотоприемником 14 с помощью световодов 3 и 4. Управл емый источник 7 света оптически св зан с фотодиодом 8 и должен иметь линейную зависимость мощности светового потока от входного напр жени . Фотодиод 8 подключен к индуктору 13 через конденсатор 9, имеющий пренебрежимо малую утечку тока, чтобы не вносить погрешности в измерени 

О

чэ со

о

4

магнитного пол . Bepx-iftfi гранична  частота фотодиода 8 должке быть значительно эыие рабочей частоты магнитометра.

Магнитометр р&богзеп следующим образ эм,

Свет спектральной лампы 6, розбухфз-- емой генератором 5, чеоег световод 3, лин:; 11 и циркул рный пол ризатор 10 поступает г камеру 12-поглощени  с парами рабочего вещества. При магнитном резонансе снег модулируетс  с резонансной частотой л через линзу 11 и световод попадает на фотоприемник 14, ГДР преобразуетс  в электрический сигма), усиливаемый широкополосным усилителем 15 с задан ной фазовой характерно™кой. Выходи/е напр жение усилител  управл ет мощностью светового потока управл емого источника 7 света, Фотодиод 8 преобразует энергию модулированного света управл емого источника 7 в энергию злекгрическогс тока, создающего перемен -toe none s индук- торе 13 без посто нной составл ющей, благодар  наличию конденсатора 9. Таки образом замыкаетс  цепь положительно Р обратной св зи, с помощью которой з мзг- нитэметре поддерживаютс  непрерывнее колебани  с частотой пропорциональной измер емому магнитному полю.

При этом фотодиод работает без приложени  внешнего смещени  в фотогальвани- ческой режиме. При работе фотодиода е фотогальваническом режиме, если oij не нагружен по посто нному току, электроны и дырки, генерированные излучением и разделенные потенциальным барьером, s-e могут отходить во внечшю О цеп;. Происходит накопление зар дов ь обоих области

p-n-иерехода и на внешних выводах возникает фоюЗДС, «то обуславливает применение диодного оптронз Е качестве источника питани .

Фотодиод под воздействием модулированного света способен создавать переменный ток через конденсатор в катушку (индуктор) с малым запаздыванием и достаточной дл  работы магнитометра амплитудой (50мкА).

Благодар  гапьв нической разв зке датчика магнитометра 1 и электронного формировател  2 и вследствие однонаправленности и невосприимчивости к действию

электромагнитных по/ей оптических каналов св зи обеспечиваетс  высока  точность магнитометра в услови х помех.

Датчик не содержит активных элементов и его можно помещать вблизи источников сильных помех.

Формула v з о б р е т.е и и   Квантовый магнитометр с оптической ориентацией атомов, включающий электроннуй формирователь и индуктор переменного по ч , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него зведе i управл емый источник света, фотодиод , электрический конденсатор,

причем управл емый источник света, оптически сннзаниыйс фотодиодам,соединен с выходом электронного формировател , один вывод фотодиода подключен к первому выводу индуктора переменного пол  непосредственно , а другой вывод через последовательно соединенный с ним конденсатор подключен к второму выводу индуктора переменного пол .

Claims (1)

1. Формула изобретения •Квантовый магнитометр с оптической ориентацией атомов, включающий электронный формирователь и индуктор переменного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в неге введен управляемый источник света, фотодиод электрический конденсатор, причем управляемый источник света, оптически связанный с фотодиодом,соединен с выходом электронного формирователя, один вывод фотодиода подключен к первому выводу индуктора переменного поля непосредственно, а другой вывод через последовательно соединенный с ним конденсатор подключен к второму выводу индуктора переменного ноля.