Способ определения напряженности магнитного поля и устройство для его осуществления

Способ определения напряженности магнитного поля и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования пространственных и временных свойств магнитных полей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения двух компонент вектора напряженности магнитного поля, а также повышение пространственного и временного разрешения - достигается тем, что однородную полупроводниковую монокристаллическую пластину облучают циркулярно поляризованным лазерным излучением, направленным нормально к поверхности пластины, с энергией кванта, вызывающей прямые внутризонные переходы, дополнительно измеряют вторую разность потенциалов в направлении, отличном от направления измерения первой разности потенциалов, а напряженность магнитного поля определяется из математических выражений, приведенных в описании изобретения. Устройство для реализации способа содержит оптически полированную пластину 1, источник 2, контакты 3-6, систему 9 регистрации и обработки , выходы 7 и 8. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 33/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ toro

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4478392/21 (22) 05,09.88 (46) 30.01,91. Бюл. М 4 (71) Физико-технический институт им, А.Ф.Иоффе (72) А.8.Андрианов, Е.8.Берегулин . и И.Д.Ярошецкий (53) 621.317,44 (088.8) (56) Погодин 8.И. и др, ПТО, 1987, йг 3, с. 236.

Авторское свидетельство СССР

M 291173, кл. G 01 R 33/02, 1971. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И УСТРОЙСТ80 ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТ8ЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования пространственных и временных свойств магнитных полей. Цель изобретения — расширение функциональных возможSU 1624375 А1 ностей путем измерения двух компонент вектора напряженности магнитного поля, а также повышение пространственного и временного разрешения — достигается тем, что однородную полупроводниковую монокристаллическую пластину облучают циркулярно поляризованным лазерным излучением, направленным нормально к поверхности пластины, с энергией кванта, вызывающей прямые внутризонные переходы, допол ительно измеряют вторую разность потенциалов в направлении, отличном от направления измерения первой разности потенциалов, а напряжен ность магнитного поля оп редел я ется иэ математических выражений, приведенных в описании изобретения. Устройство для реализации способа содержит оптически полированную пластину 1, источник 2, контакты 3 — 6, систему 9 регистрации и обработки, выходы 7 и 8. 1 ил.

1624375

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования пространственных и временных свойств магнитных полей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем измерения двух компонент вектора напряженности магнитного поля, а так же повышения пространственного и временного разрешения.

На чер1еже представлена структурнофункциональная схема устройства.

Оптически полированная пластина 1 иэ дырочного полупроводникового монокристаллического материала с точечной группой симметрии 13m ориентирована в кристаллографической плоскости (100). Оптическая ось источника 2 лазерного циркулярно-поляризованного излучения совпадает с кристаллографическим направлением (100) пластины 1, На пластине выполнены две пары 3,4 и 5,6 то.е <ных электрических контактов, соединенные соответственно с выходами

7 и 8 системы 9 регистрации и обработки.

При этом прямые, проведенные через каждую ару контактов, параллельны плоскости (100) и не параллельны друг другу. Б гастном случае, показанном на чертеже, они совпадают с направлениями (010) и (001).

Устройство работает следующим образом.

Пластину!, на которую по нормам к ней направлено циркуляpно-поляризованное излучение ла,".ерного источника 2, помещают в измеряемое магнитное поле. В результате взаимодействия оптически ориентированных носи елей заряда с колебаниями решетки и примесными центрами нецентральнасимметричного кристалла в магнитном поле формируется практически беэы не рцион н bll1 фотоэлектрический ток.

В общем случае, исходя из свойств симметрии двух BcK I epos

j, = I (l ы Н (е е ), где j — вектор плотности фототока, Й вЂ” вектор напряженности магнитного поля;„

1 — интенсивность света; е — вектор поляризации;

Гil. I — -ен тор третьего ранга.

В к,.исталлах с точечной группой симметрии 43m Г ц = О, если i = k =1, при этом

Гхуг = t yzx = i zxy = Г. Отсюда

J l+ -- i Г lIi Н к (Е Е" ), где I индекс, пробегающий значения х, у, z, пронумерованные, как 1, 2, 3.

Фототок должен компенсироваться током проводимости

5 п где Š— напряженность электрического поля;

cJ — проводимость материала.

ЭДС вдоль главных осей кристалла име10 ет вид

У1 =f Eidrl -АНн-1 (e e* )I+2, где rl — координата вдоль ) направления.

Интегрирование проводится по области существования поля Е, совпадающей с об15 ластью локализации светового пятна. В случае измерения двух разностей потенциалов в двух произвольных направлениях. лежащих в плоскости пластины, имеет место система уравнений

20 а11Нх т- а:Н„= V1, а21Нх а2? Ну = V2, (1) де Н», Hy — проекции вектора напряженности на два взаимно перпендикулярных направления в плоскости пластины 1;

25 V1 и V. — разницы потенциалов между контактами 3, 4 и 5, б соответственно; ац (ij = 1,2) — параметры, определяемые свойствами монокристалла, геометрии измерения \/1 и V2, параметрами лазерного

30 излучения определяемые при калибровке устройства.

Сигналы Ч1и V2подаются соответственно на входы 7 и 8 системы 9 регистрации и обработки, в которой по алгоригмам, одно35 эначно определенным системой уравнений (1), определяются две взаимно ортогональные компоненты Нх, Ну вектора напряженности магнитного поля в плоскости пластины 1.

40 Пои выборе направлений измерения вдоль главных кристаллографических направлений (010), (001) система уравнений выражается в виде а11Нх 1

45 а22Ну = Ч2, (2)

1.å, измерения V1 и V2 дают искомые значения компонент Н> и Ну. Калибровка значений а11 и а22 позволяет в этом случае упразднить последетекторную обработку и вносимую по50 грешность определения Нх и Íy.

Формула изобретения

1. Способ определения напряженности магнитного поля, включающий облучение од55 нородной полупроводниковой монокристаллической пластины, помещенной в магнитное поле, измерение разноси потенциалов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет

1624375

КОНтаКтОВ, CB ÇBI;rlÛ: ". ЗХОдОМ СИ. r" гистрэции и пбраб ки I . ч., ь; рз-;"G iи потенциалов, о т л и ч а ю Гц е . -. я т; с целью расшире 1ия функц;1онзпьных B . з5 можн стей за счет измер нип двул ко, Г.нент вектора I- aëpi-æ..;hlíîG;I1 м. и н

ПОЛЯ И ПРОСтРЭНСтВЕННОГО И ВРЕЛ1Енн..:,: разрешения, Ilлэст.1на в.,t,- Grн."нэ .Г .,;;-ски norировэнной из дыоо î -;caóïa

10 водниковог материала с то Генной р; пп; симметрии 43m и ориентиров зна B лри::та iлографической плоскост; (100), э ь ha и Gòве источника излучения и пользован ra..=-n циркулярно-r;-оляризпвэнного и лучс,. я

15 энергией.-ванга, Bb!:- ывэюГц и прям ..е вну ризоннь е переходы, оптичес ".- ос: лотг,;ol0 GGBI.адаЕт С hpËÑTBËrI ГрафИЧЕСГИМ напрэвrением Г100), нэ пл:1стнГ е выполне -! вторая пара точечных эл ктрических ко.20 тактов, -оедине ных с вторы;А входом гi темГы pBÃ .1стрэГГии и обр 1бптки "B li1 1ин i разнос,и потенциалов, пр;: э о>1 Г:р» пс, проон-де: Г ые через каждую пар, KQHlэ) т:. пэраллсльны и "эскости (10Р) и не пэрэп25 лельны од ià друго.1.

3. Устройство и-, п.2, о т л и ч а iè Гц . еС я ТЕМ, ЧТО, С целью Г1ОВЫО.:НИЯ О . 7стн измерения, первая B r 7pa. гэра т7 к li .-. электрических контактов р: сп..-о: г-.

30 вдоль кристаллогрэфГ1чес;их нэпрaâaåH 1 пластины (010) и (001) соотве1ств нно. измерения двух компонент вектора напряженности магнитного поля и пространственного и временного разрешения, упомянутую пластину облучают циркулярнополяризованным лазернчм излучением, направленным нормально к поверхности пластины, с энергией кванта, вызывающей прямые внутризонные переходы, дополнительно измеряют вторую разность потснциалов B направлении, отли 1ном от направления измерения г.ервой разности потенциалов, а напряженность магнитного поля определяют из соотношений

Ч1Э22 2а12 а11э22 а21а12

Н У2а11 — % 1эг1

a11a2" — э21э,2 где Н„, Ну — проекции вектора нэпря>:енноСтИ МаГГ ИтНОГО ПГЛЯ На ДВа ВЗ;.1Л1НО ПЕРпендикулярных направл"ния в плоскости

11пастины;

al1 — градуировочные параметрь;, определяемые свойствами монокристалла геометрией расположения кснтактов, параметрами лазерного излучения.

2. Устройство для определения напряженности магнитного поля, содержащее источник излучения и однородную полупроводниковую монокристаллическую пластину с парой точечных электрических

Составитель И, Коновалов

Редактор T. Парфенова Техред М.Моргентал Корректор И.:- рдейи

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1С, Заказ 1Е7 Тираж Подписное

8НИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССГ

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5