(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ЭКРАНИРОВАННОЙ МЕРЫ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ
Изобретение относитс к метрологии и может быть использовано при калибровке мер магнитной индукции, наход щихс внутри магнитных экрано ферромагнитных или сверхпровод щих, в области сверхслабой магнитной индукции . Известен способ проверки мер магнитной индукцииг использующий дл сравнени с эталоном метод ЯМР протонов l . Однако этот способ предйазначен дл значений магнитной индукции, создаваемой мерами не ниже и кроме того, не применим дл экранированных мер. Известен также способ определени посто нной меры магнитной индукции сiпомощью измерительного прибора, предварительно отградуированного по образцовой мере, заключающийс в измерении посто нного электрического тока, проход щего через меру, и магнитной индукции, создаваемой этим током внутри меры, причем дл измерени магнитной индукции испол зуют магнитные свойства оптически накачиваемых атомов, заключенных в поглощающую чейку, помещенную вну мецхл 12.. При измерении посто нной экранированных мер магнитной индукции, предназначенных дл создани магнитных полей, погрешность этого метода измерений возрастает ввиду ограниченной чувствительности магнитометрической аппаратуры, а также из-за вли ни остат.очных полей экранов,которые станов тс сравнимыми с пол ми , создаваемоми мерой. Экстрапол ци значени посто нной, измеренного при больших значени х магнитной индукции , на область сверхслабых магнитных полей приводит к существенной погрешности, так как ввиду нелинейности магнитных свойств материала экрана значение посто нной будет нелинейно згшисеть от значени магнитной индукции, создаваемого мерой. Применить в требуемом диапазоне высокочувствительные квантовые магнитометры с оптической накачкой, основанные на использовании расщепленной зеемайовской структуры aTONroa,невозможно , так как рабочий диапазон этих приборов теоретически ограничен снизу значением ширины резонансной линии , составл ющей величину пор дка т, а практически еще выше из- . за того, что метрологические характеркстики прибора при малых значени х магнитной индукции существенно ухудшаютс . Цель изобретени - повышение 4-04ности измерений в диапазоне сверх- . слабой магнитной индукции. Указанна цель достигаетс тем, что оптическа накачка производитс в направлении, перпендикул рном оси меры, вдоль оси меры дополнительно прикладывают переменное магнитное пола модул ции с частотой Ш , на указанной частоте в квадратуре с полем модул ции синхронно детектируют составл ющую интенсивности прошедше го через чейку света накачки, регу лированием посто нного тока произво д т поиск двух сигналов параметрического резонанса различных пор дко п и измер ют значени токовi и 12 соответствующие нулевому значению амплитуды каждого из указанных сигналов внутри резонансной области, и искомую посто нную К опр дел ют по формуле I J lil-l-Ml / т-СМ - ia где гиромагнитное отношение ато мов в чейке. Кроме того, в качестве указанных резонансов используют резонанс нуле вого пор дка и резонанс либо первого , либо минус первого пор дка, при чем в качестве указанных резонансов используют резонанс первого пор дка и резонанс минус первого пор дка. В способе используетс известное вление параметрического резонанса при поперечной оптической накачке атомарного пара или газа, наход щегос в переменном модулирующем магнитном поле Bjcosut и параллельном ему посто ннсж магнитном поле с ин ,дукцией BO , Интенсивность света накачки, про шедшего через поглощающую чейку с рабочим веществом,будет при указанных . услови х модулирована на различ ных 1армониках частоты Ш ; Составл ща интенсивности S на первой гармонике частоты модул ции Ш синхрон но детектируема в квадратуре с по .лем .модул ции B costli-fc, описываетс следующим выражением ..ШКм()(тВ.Иш) . ) где Г - релаксационна полуширина f резонансной линии, HQ- стационарна намагниченност атомов рабочего вещества, s hVtir/ Бессел 1-го рода пор дка п от аргумента . Ш . 2ГЗ гидромагнитное отношение дтомов рабочего вещества. Параметрический резонанс наблюаетс при значени х посто нной магитной индукции В, удовлетвор ющих оотношению пШ Т BO(2) . при ,+1, i.2... Резонанс п-го пор дка описываетс n-m-членом суммы (Ji), причем график зависимости амплитуды сигнгша резонанса -г.о пор дка от значени магнитной индукции Bfj имеет вид лоренцевой кривой дисперсии с шириной ДВф 2Г/у, пересекающей ось абсцисс при значени х магнитной индукции, удовлетвор кедих условию (2). Поэтому равенство амплитуды резонансного сигнала нулю вл етс индикатором выполнени услови (2) и позвол ет при существенных значени х величин ои, п , -у определить значение магнитной индукции В. В частности, при п О наблюдаемый резонанс вл етс индикатором нулевого значени магнитной индукции В, а резонансы при п +1 (которые вл ютс наиболее интенсивными по сравнению с резонансами при больших значени х п) могут служить индикаторами значений магнитной индукции В э - ±. / Значение магнитной индукции BQ вл етс суммой значений магнитной индукции Бд, создаваемой мерой, и магнитной индукции В, св занной с остаточным полем экрана BO + Eg. Значение В/ при изменении тока в мере мен етс , а значение В остаетс посто нным, так что разность значений магнитной индукции, соответству- ющих резонансам различных пор дков, не зависит от остаточного магнитного пол .. Следовательно, измерив разность токов, соответствующих нулевым значени м амплитуды сигнала в области резонанса, дл двух резонансов различных пор дков, умножив частоту модул ции на разность этих пор дков и разделив результат на измеренную разность токов и гиромагнитное отношение атомов, получают значение посто нной меры магнитной индукции. В частности можно использовать резонанс нулевого пор дка и один из резонансов первого или минус первого пор дка, или же оба резонанса пор дка ±1, На чертеже показана зависимость амплитуды резонансных сигналов нулевого , первого и минус первого пор дков .от значени посто нной магнитной индукции В(,. Пор док каждого резонанса и.значение магнитной индукции, при котором его амплитуда равна нулю, указаны возле соответствук дей резонансной линии. Поскольку ширина линии параметрического резонанса ДВ в зависимости от интенсивности, света накачки и времени тепловой релаксации