Квантовый усилитель (генератор) свч колебаний на твердом теле

Квантовый усилитель (генератор) свч колебаний на твердом теле

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 137590.

Класс gag, 131т

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЁЙИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа № 97

P. А. Житников

КВАНТОВЪ|Й УСИЛИТЕЛЬ (ГЕНЕРАТОР) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЪ|Х

КОЛ ЕБАН И Й

Заявлено 2 декабря 1969 г. за № 646988/26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 8 за 1961 г.

Известны квантовые усилители (генераторы) сверхвысокочастотных колебаний на твердом теле, например трехуровневые усилители. Подобные усилители используют явление электронного парамагнитного резонанса в ионных кристаллах. Основной недостаток известных квантовых усилителей состоит в малой ширине пропускания.

В описываемом усилителе указанный недостаток устранен тем, что в нем использованы переходы между энергетическими уровнями (тонкая или сверхтонкая структура) нейтральных парамагнитных атомов, вкрапленных в химически пассивное диамагнитное вещество. Вещество матрицы должно быть подобрано так, чтобы парамагнитные атомы примеси химически не взаимодействовали с матрицей и оставались внутри нее нейтральными. Внутренние электрические и магнитные поля матрицы должны быть минимальными, чтобы свести к минимуму искажение оболочек атомов примеси и «замораживание» их орбитальных моментов.

В качестве примера рассмотрим использование в квантовых усилителях и генераторах атомов с квантовым числом полного момента оболочки 1 равным 0,5.

На чертеже изображена схема расположения зеемановских уровней сверхтонкой структуры в зависимости от величины магнитного поля для атомов с 1= 0,5.

Здесь:

1 — спин ядра;

AlV — энергия расцепления сверхтонкой структуры в нулевом магнитном поле; т — магнитное квантовое число оболочки;

Л вЂ” величина, пропорциональная внешнему магнитному полю.

Из чертежа видно, что изменением магнитного поля можно легко перестраивать рабочую частоту, причем значение в|спомогательной частоты " изменяется при этом сравнительно мало. В системе уровней, представленной на чертеже, возможен выбор и других троек рабо№ 137590

Предмет изобретения

Квантовый усилитель (генератор) электромагнитных колебаний, отличающийся тем, что, с целью увеличения ширины полосы, диапазона перестройки, диапазона рабочих частот, повышения рабочих температур и увеличения стабильности стандартов частоты, в нем

Используются переходы между энергетическими уровнями (тонкой или сверхтонкой структуры) нейтральных парамагнитных атомов, вкрапленных в химически пассивные диамагнитные вещества или образующих атомный пучок. т=,7+ /2

-7-/

m= 47- " /2/

m 7- 1/2/

1.0, 05 г= j+/2

ЦЖ1

-0.5

f =,7- /2

-1.0

3.0

/т,=- P+ /2

=- .7-1/21 т=-P- 7/2

m- 7-1/2

Редактор Н. С. Кутафина

Тсхред T. П. Курилко

Корректор Ю. М. Фс, Ооъем ь18 ."..д.

Цска -4 кзп

Подп. к печ. 4YIII-61 г

Зак. 6929

Формат бум 70Х 108 /)б

Тираж 1200

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6

Типография UbTH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14. чих уровней, а также легко выбрать уровни, пригодные для использования в двухуровневых перестраиваемых квантовых генераторах и усилителях с импульсными методами возбуждения (импульсной инверсией, инверсией при адиабатическом быстром прохождении резонанса и др.). Аналогичным образом можно использовать и уровни сверхтонкой структуры атомов, име1ощих 1 не равное 0,5. Случай с 1=0,5 дает простейшую систему уровней и приведен здесь лишь для иллюстрации.

В случае, когда 1= 0 и сверхтонкая структура отсутствует, для создания двухуровневых генераторов и усилителей можно использовать зеемановские уровни тонкой структуры основных или возбужденных состояний атомов.

Известны методы получения рабочих веществ, состоящих из хими ески пассивных диамагнетиков с примесью соответствующих нейтраль1 ых атомов. Так, например, в некоторых случаях рабочий образец может быть изготовлен путем одновременного получения паров вещестьа матрицы и атомного пучка или атомарных паров примеси и совместной конденсацией Нх затем на охлаждаемой поверхности.

Применение нейтральных атомов позволяет увеличить полосу пропускания усилителей и их рабочую температуру.

Описанный квантовый усилитель (генератор) может быть использован в отраслях техники, которые нуждаются в перестраиваемых усилителях (генераторах) с очень низким уровнем шумов.