Квантовый магнитометр Советский патент 1980 года по МПК G01R33/08 

Изобретение относится к магнитометрическим устройствам, работающим на иринциие оитической ориентации атомов, и может быть использовано для измерения земного или космического магнитных полей.

Известен квантовый магнитометр, который содержит спектральную лампу, камеру поглощения, фотонриемник и оптическую систему. Световой поток, излучаемый спектральной лампой, поступает к камере поглощения через световод 1.

Недостатками этого квантового магнитометра являются невысокая точность измерения и относительно больщие габариты.

Известен и другой квантовый магнитометр, который содержит спектральную лампу, генератор возбуждения спектральной лампы, круговые поляризаторы, камеры поглощения с радиочастотными катущками, фотоприемник, блок возбуждения сигнала атомного резонанса и оптическую систему 2. Световая энергия от спектральной ламны распределяется по камерам поглощения при noMonj,n гибки.к световодов и затем фокусируется на один фотопрпемник.

При.менение световодов для распределения света, помимо конструктивных недостатков, приводит к потере интенсивности проходящего через них света и соответственно к уменьшению амплитуды сигнала (КПД световодов, выпускаемых в настоящее время, прн длнне более 25 см не превыщает 0,5).

Цель изобретения-уирощение конструкпии и уменьщенне габаритов магнитометра. Для этого в квантовом магнитометре, содержащем снектральную ламну, генератор возбуждения спектральной лампы, круговые поляризаторы, камеры ноглощения с радиочастотными катущками, расположенные под углом одна относительно другой, фотоприемник, блок возбуждения сигнала атомного резонанса и оптическую систему, оптическая система выиолнена в виде эллипсоидного отражателя, в одном из фокусов которого установлена спектральная лампа, а в другом - фотоприемник.

На чертеже приведена блок-схема квантового магнитометра в двухкамерном варианте.

Магнитометр еодерл ит эллипсоидный отражатель 1, спектральную лампу 2, установленную в первом фокусе эллинсоидиого отражателя 1, генератор 3 возбуждения спектральной лампы, круговые поляризаторы 4, 5, камеры 6, 7 поглощения, радиочастотные катущки 8, 9 и фотоприемник 10, подключенные к блоку 11 возбуждения сигнала атомного резонанса. Световой поток, излучаемый спектральной лампой 2, отражаясь от поверхности эллипсоидного отражателя 1 и проходя через круговые поляризаторы 4, 5 и камеры 6, 7 поглощения, производит оптическую накачку атомов рабочего вещества и фокусируется на фотоприемник 10.

Сигнал атомного резонанса, возникающий в камерах 6, 7 поглощения под действием радиополя, создаваемого радиочастотными катушками 8, 9 и блоком 11 возбуждения сигнала атомного резонанса, регистрируется фотоприемником 10 в виде переменного сигнала, частота которого пропорциональна индукции измеряемого магнитного поля.

Формула изобретения

Квантовый магнитометр, содержащий спектральную лампу, генератор возбуждения спектральной лампы, круговые поляризаторы, камеры поглощения с радиочастотными катушками, расположенные под углом одна относительно другой, фотоприемник, блок возбуждения сигнала атомного резонанса и оптическую систему, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения габаритов, оптическая система выполнена в виде эллипсоидного отражателя, в одном из фокусов которого установлена спектральная лампа, а в другом - фотоприемник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3786340, кл. G 01R 33/08, 13.07.1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 364915, кл. G 01V 3/14, 21.06.71.