Пассивный стандарт частоты на сверхтонкой структуре атомов

Пассивный стандарт частоты на сверхтонкой структуре атомов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

277I35

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Кл. 2lg, 53j00

Заявлено 04.Х|,1968 (№ 1280711/26-25) с присоединением заявки,Я

Г1риоритет

Опубликовано 22.VII.1970. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 29.Х.1970

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

11ПК Н Ols 1(06

УДК 621.375.8 (088.8) Автор изобретения!

°:

Н. H. Якобсон

Заявитель

ПАССИВНЫЙ СТАНДАРТ ЧАСТОТЫ НА СВЕРХТОНКОЙ

СТРУКТУРЕ АТОМОВ

Изобретение относится к квантовой электронике, а им нпо к группе квантово-механических стандартов частоты.

Известны непрерывно работающие пассиьные стандарты частоты на сверхтонкой структуре атомов, содержащие задающий генератор, устройства для преобразования сигнала задающего генератора до частоты атомного перехода, используемого в радиоспектрсскопе, радиоспектросксп, где создается разность íà- 10 селеннсстей между выбранными энергетическими состояниями, и систему автсподстройки частоты.

При построении стандартов частоты используется атомный переход F,m =О, F,,те =О основного состояния водорсдоподобных атомов, частота которого при слабом магнитном поле меняется по,квадргтичному закону ст величины поля. Чтобы уменьшить влияние не- 20 стабильности магнитного поля на частогу стандарта, г, рабочей части радиоспектроскопа создают поле (электромагнитом н системой магнитных экранов), напряженностыс

0,03 — 0,1 эрстеда, защищающее устройство 25 от внешних магнитных, полей. Для достижения относительной нестабильности стандарта меньшей 10» изменения поля не должны превышать 10 4 эрстеда. Такие изменения существенно зависят от старения материалов 30 экранов, температуры и внешних магнитных по.тей. Последнее особенно важно для приборов, работающих в нестандартных условиях.

Контроль н управление величиной магнитного поля выполняют по низкочастотным переходам ЛЕ =- О, тр =- +-1, осуществляя по ним либо периодический, либо непрерывный контроль.

Недостатком периодического контроля является нарушение работы стандарта при измерении н коррекции величины поля. Д IH непрерывного конгрс.1я необходимо создавать второе пучковое усгройство в рабочем объеме, что существенно усложняет радиоспектроскоп и ухудшает его параметры.

Предлагаемый стандарт частоты отличается тем, что между задающим генератором и

paplloollel Tpocl

Это позволяет добиваться непрерывной стабилизации мапп.тного поля, обеспечивающей повышение точности стандарта.

Цепь cTBoviëllçàöèè выполнена нз избирательного усилителя, синхронногс детектора и схемы управления током электромагнита.

277135

Составитель Н. Михайлова

Редактор Б. Б. Федотов Тсхрсд А. А. Камышникова

Корректоры: Л. А. Царькова и Л. В. Юшина

Заказ 3086 !3 Тираж 480 Подписное

Ц14ИИПИ Комитета по делам изобретений и откргятий прп Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4т5

Типография, пр. Сапунова, 2

Цепь возбуждения может состоять из блока формирования опорной частоты, равной непосредственно частоте сверхвысокочастотного зеемановского 6-перехода основного состояния вещества, низкочастотного генератора и низкочастотного фазового .модулятора.

Другой вариант этой цепи может быть выполнен из .блока формирования опорной частоты, равной разности частот рабочего пере ода стандарта и сверхвысокочастотного б-перехода основного состояния вещества, низкочастотного генератора, низкочастотного фазового модулятора и высокочастотного модулятора.

На чертеже изображена блок-схема стандарта со стабилизацией магнитного поля.

Возбуждаемые переходы Р1т р = i l

F>mz = + 1, Р1тр = — 1, F>m = — 1 являются переходами, часготы которых линейно зависят от напряженности магнитного поля.

Сигнал задающего генератора 1 поступает на блок преобразования частоты 2 и на блок опорной частоты 3. Выходной сигнал блока 8 попадает на низкочастотный фазовый модулятор 4, в котором фаза входного сигнала модулируется напряжением низкой частоты генератора 5. Промодулгврованный сигнал проходит на .высокочастотный фазовый модулятор б. Сюда же,поступает сигнал с блока преобразования частоты 2. Из этих сигналов модулятор формирует радиочастотный спектр, котсрый затем подается на радиоспектроскоп

7. С детектор а р адио спектроскопа снимают сигналы резонансов, соответствующих частотам рабочего перехода и переходов, зависящих от магнитного поля. Первый из них через систему автоподстройки 8 стабилизирует частоту задающего генератора 1. Сигналы, соответствующие частотам магнитных переходов, через избирательный усилитель 9, настроенный на частоту вспомогательного генератора 5, постучают на синхрон IIIH детектор

10. После синхронного детектирования сигнала совместно с на пряжениех1, поступившим с генератора 5, образуется постоянное напряжение, величина которого пропорциональна отклонению магнитного поля H от выбранного уровня Нв, а знак определен знаком этого отклонения. Выходное напряжение детектора

10 поступает на схему 11 управления током электромагнита. которая устанавливает такое значение тока в цепи обмоток, что компенсирует изменение магнитного поля. Использование двух симметричных компонент переходов для контроля поля дает возможность усилить сигнал. Для этого низкочаcToтная модуляция должна быть сдвинута по фазе на л. Последнее условие выполняется в

1р предложенной схеме формирования сигналов.

Предмет изобретения

1. Пассивный стандарт частоты на сверх15 тонкой структуре атомов, содержащий задающий генератор, устройства для преобразования частоты, радиоспектроскоп, систему автоподстройки частоты и систему стабилизации магнитного поля, состоящую из электромаг20 китов и магнитных экранов, отличающийся тем, что, с цель1о непрерывной стабилизации магнитного поля, обеспечивающей повышение точности стандарта, между задающим генератором II радиоспектроскопом включена цепь

2S возбуждения высокочастотных зеемановскнх

6-переходов основного состояния вещества (AF=+1, Хтр = О, тт =, - 0), а между системой стабилизации частоты и управляющей обгмоткой электромагнита ВКЛ1оче11а цепь ста30 билизации магнит1ного поля.

2. Устройстео по и. 1, отличающееся тем, что цепь стабилизации выполнена из избирательного усилителя, синхронного детектора и схемы управления током электромагнита.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что цепь возбуждения выполнена из блока формирования опорной частоты, равной непосредственно частоте сверхвысокочастотного зеемановского б-перехода основного со40 стояния вещества, низкочастотного генератора н низкочастотного фазового модулятора.

4. Устройство по пп. 1 и 2, отличаюшееся тем, что цепь возбуждения вы полнена из блока формирования опорной частоты, равной

45 разности частот рабочего перехода стандарта и сверхвысокочастотного 6-перехода основного состояния вещества, низкочастотного генератора, низкочастотного фазового модулятора и высокочастотного модулятора.