Способ введения магнитного поля в спиновую систему в радиоспектроскопах с оптической накачкой

Способ введения магнитного поля в спиновую систему в радиоспектроскопах с оптической накачкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

i т

) ОП ИСАН--ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

01) -биби

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено20.08.73 (21) 1958591/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.76Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания 03.11. 76

2 (51) М. Кл.GO1 k 27/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам иэооретений и открытий (53) УДК539. 143.43:

:538.69, ОR, 3.2 (088,8) (72) Авторы изобретения

П. А. Клюшкин, B Н. Тоисев и Г. В. фомин (71) Заявитель (54) СГ!ОСОБ ВВЕДЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В СПИНОВУЮ СИСТЕМУ

B РАДИОСПЕКТРОСКОПАХ С ОПТИЧЕСКОЙ НАКАЧКОЙ НС BC IIII f !IfÛ Л!аГПИ1 НОГ!> поля;

D H Q — и еод пород по! Ть пол я, Изобретение относится к области радис спектроскопии (ЯМР) и может быть использовано в метрологических и научных целях.

Известен способ введения магнитного поля в спиновую систему в радиоспектроскопах с оптической накачкой, основанный! на облучении атомов, имеющих центр линии по глощения на частоте g, нерезонансным о с частотой ?,! циркулярнс -поляризованным световым излучением, имеющим расстройку на 0 частоте (? — 1) ) порядка допплеровской о ширины излучения д ) . о

Однако прп осуществлении известного способа величина реализуемых полей при на

15 иболее благоприятных условиях наблюдения черезвычайно низкая (10-3 э для

-7 87

10 э для Rb )„

Оптил!альные с точки зрения получения наибольших значений магнитных полей усло-40 вия принципиально оказываются f!f приемлемыми с точки зреьч!я качества с

И дИ с реализуемых л!агнитных полей. где д И с

1 абсолютная неоднородность магнитного поля.

Целью изобрете?и!я является увеличепи» качества реализуемого л!агнитно! о поля. пост!ггается тем, что указанное нерезонан!слое световое излучение пропускают через оптический резо!патер, настроенный и!! длину волн этого излучения, и чувств!!тел!,— ный элемент, помещенный внутри этого рс зонатора, 1.1ентр линии поглощения атольчогfs пара ? и центрлинии излучения t) нерезоо нансного светового излучения разносят по частоте от расстояния, равного допплеровской ширине излучения, в соответствии с вы« ражением з

) о/=д у > г 8 где G = Нс/дНС вЂ” качество л!агнптного поля:

Кроме того, в случ,!<. опти f s êi4; рп тации «томов ртути — 109 в к;! !естм ре.п нансного источника световог.> и;п.у п ffffSf fl<—

h, I !.

I1 с реллизуемог0 0 помошью (.вета магнитного г1 )ля остается неизме(шой. 3 а хил(образ<>л(, нспосц,:зован;10 0н nuecK0t 0 рез011ато )г1, HOCTp0CHH01 0 11(1 ча()тоту

11()рез011а1101(ого сгзет», дает Во.)можность 1репользу1с(т световое излучение лампы, напя ненной парами ртути - 399 и работающей на переходе 6 .3 .- 6 - Р

О 3

В случае оптической ориентация атомов тяжелы х щелочных элемеитоь-рубидия и цезия в качестве нерезонансного источника светового излучения используют световое излучение от сверхтонкой компоненты 7 резонансной пампы. Р4агнитньгй резонанс в системе ориентации атомов во избежание оптического уширения его линии осуществляют циркулярнсполяризованным, магнитным радиочастотным полем на эеемаковских подуровнях, отвечаюших У =

I + 3 сверхтонкому состоянию атома, где (— спин ядра, J - полый момент количества движения. Сущность увеличения интенсивности нерезонансног о луча света, а следовательно, и поля Г1., за счет пропускания его через оптический резонатор основана на известном факте, заключающемся в том, что любая резонансная система с добротностью Q и периодом собственных колебаний Т = 1, находящаяся под воздейсто у вием внешней периодической силы с частс той f, в момент резонанса, т. е. при обладает свойством накапливания внутри себя энергии или мощности, в Q раз превышаюшей энергию или мощность входного воздействия, Если I - интен е

cHBH0cTb луча света, достигшего одного из зеркал оптического .резонатора, то мощность световых колебаний в пространстве между

Д зеркалами 7, е. внутри резонатора, будет

I;=gp Tq

Следовательно, такой же величины достнгнет и выигрыш в мощности света. Однако с учетом потерь в интенсивности света, свя-40 занных с необходимостью диафрагмирования сечения исходного (пада10шего на резонатор) пучка до величи11, обеспечивающих пространственную когерептность света, реальное увеличение обшей интенсивности света 45 внутри резонатора будет на порядок меньше, li 0л Рр Ie

В итого постановка резонатора позволяет увеличивать поле И приблизительно в 150

t е

-l

10 раз. При этом однородность 6 ализировать в радпоспектроскопах с оптической накачкой высокооднородное магнитное попе с номиналом, вполне достаточным для проведения многих прецизионных измерений

С прикладной точки зрения в изложенном способе реализации магнитных полей ценным является также факт отсутствия полей рассеяния.

Формула изобретени.

1. Способ введения магнитного поля в спиновую систему в радиоспектроскопах с оптической накачкой, основанный на облучении атомов, имеющих центр линии поглощения на частоте )1, нерезонансным с частс о той 9 циркулярно-поляри= ванным световым излучением, имеющим расстойку на частоте (У - 3) ) порядка допплеровской ширины о излучения д3), отличающийся о тем, что, с целью увеличения качества реализуемого магнитного поля, указанное световое излучение пропускают через оптический резонатор, настроенный на длину волны это, го излучения, и чувствительный элемент, помещенный внутри указанного резонатора, а центр линии поглощения атомного пара )) о и центр линии излучения g нерезонансногo

: светового излучения разносят по частоте от расстояния, равного допплеровской ширине излучения, в соответствии с выражением

1 )- ).1= 1)Г l „— „. G, где 8 = HC/ЬНс — качество магнитного поля;

Hc - величина магнитного поля; ,Ь г1С вЂ” НЕОДНОРОДНОСТЬ ПОЛЯ, 2, Способпоп. 1, оличающийс я тем,что в случае оптической ориентации атомов ртути -199, в качестве резонансного источника светового излучения используют световое излучение лампы, наполненной парами ртути -198 и работающей на переходе 6 30- 6.ЗР

3. Способ, по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и ik с я тем, что, в случае оптической ориентации атомов тяжелых щелочных. элел(витав-рубидия и цезия в качестве нерезонансного источника светового излучения используют световое излучение от сверхтонкой компоненты F = 1 — 3 резонансной лампы, а магнитный резрнанс в системе ориенгированных атомов BO избежание оптическо

511543

Соста в и тел ьи. филипов "тоp JI 11ародная Техрерр Кара дицева Корректо1> t

/ЯЯ Тираж /0$+ П„

Закм 6311

Ц1111111111 1 осу дврстнеииого ко. итога Сои .та Мииистров i. (.С! ио делам иао61 теиий и огк1иатий

Москва, 1110 15. Раугискаи иа6, 4

Филиал llllll "Пятлн ". I . Ужюрои, уи. 11рисктиая, 4 го уширения его линии осутцествляют циркулярно-поляризованным магнитным радиочастотным полем на зеемановских подуровнях, отвечаюших F = 1 + j сверхтонкому сосияпию атома, где I -спин ядра,,l -полш i момент количества движения.