атомно-лучевая трубка
Классы МПК: | H01S1/06 содержащие газообразное активное вещество |
Автор(ы): | Плешанов С.А. |
Патентообладатель(и): | Государственное научно-производственное объединение "Исток" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-05-30 публикация патента:
20.02.1995 |
Использование: изобретение относится к технике квантовых стандартов частоты. Сущность изобретения: в атомно-лучевой трубке внутренние первый и второй цилиндрические экраны устанавливаются так, что их плоскости продольного разреза ориентируются взаимно перпендикулярно. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
АТОМНО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА на пучке атомов цезия или рубидия, включающая систему магнитной защиты из по крайней мере двух внутренних цилиндрических магнитных экранов, разрезанных на две половины по образующим, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности частоты путем уменьшения магнитного сдвига частоты, первый и второй цилиндрические магнитные экраны установлены так, что их плоскости разреза по образующим ориентированы взаимно перпендикулярно.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технике квантовых стандартов частоты. Известно, что под действием внешних магнитных полей происходит сдвиг частоты рабочего перехода атомно-лучевой трубки (АЛТ). При работе в условиях изменяющихся окружающих магнитных полей этот сдвиг эквивалентен снижению точностных характеристик квантового дискриминатора и стандарта частоты в целом. В состав типичной конструкции АЛТ входят [1,2] источник, индикатор, СВЧ-резонатор, магнитные экраны и другие узлы. Авторы [1] разрабатывали компактную жесткую конструкцию, обладающую достаточной легкостью юстировки прибора. Однако величина магнитного сдвига частоты (МСЧ) стандарта свидетельствует о неудовлетворительной устойчивости АЛТ к воздействию внешних магнитных полей. Наибольший магнитный сдвиг частоты в АЛТ дают поперечные внешние магнитные поля, совпадающие с направлением слабого магнитного поля подмагничивания . Очевидным путем уменьшения МСЧ в этом случае является увеличение числа магнитных экранов. Однако увеличение числа магнитных экранов приводит к значительному ухудшению массогабаритных характеристик АЛТ. Так, введение внешнего четвертого экрана в АЛТ [2] снизило бы МСЧ с 20х10-13 1/э до 5х10-13 1/э, но увеличило бы массу прибора с 8 до 12 кг. Ввести же четвертый экран во внутреннюю область весьма затруднительно, поскольку при этом неизбежно потребуется дорогостоящая и трудоемкая переработка конструкции узла торцовой магнитной защиты с целью сохранения метрологических характеристик АЛТ. Целью изобретения является повышение стабильности частоты АЛТ путем уменьшения магнитного сдвига частоты. Цель достигается тем, что в атомно-лучевой трубке на пучке атомов цезия или рубидия, содержащей систему магнитной защиты из по крайней мере двух внутренних магнитных экранов, разрезанных на две половины по образующим, первый и второй цилиндрические магнитные экраны устанавливаются так, что их плоскости разреза по образующим ориентированы взаимно перпендикулярно. Коэффициент экранирования Кэ внешнего магнитного поля Н разрезного цилиндрического экрана существенно зависит от угла между направлением внешнего магнитного поля и плоскостью продольного разреза. Максимальный коэффициент экранирования наблюдается при = 0о, 180о; минимальный - при = 90о (270о), отношение этих коэффициентов может достигать, например, нескольких единиц для экранов из пермаллоя 81НМА диаметром 80 мм и толщиной 1 мм. Система из двух цилиндрических экранов, в которых плоскости продольного разреза ориентированы взаимно перпендикулярно, позволяет практически полностью устранить зависимость коэффициента магнитного экранирования от угла . В этом случае коэффициент экранирования системы Кс максимален и незначительно меньше произведения коэффициентов экранирования одиночных экранов: Кс Кэ1 х Кэ2. На чертеже изображена конструкция АЛТ. Вакуумированная часть АЛТ содержит источник 1 пучка атомов, СВЧ-резонатор 2, индикатор 3, сортирующие зазоры 4. Область взаимодействия атомов с СВЧ-полем и внутренний соленоид Нс защищены от воздействия внешних магнитных полей системой магнитных экранов, состоящей из трех цилиндрических экранов 5-7, закрытых на торцах фланцами. Цилиндрические экраны выполнены из высококачественного магнитомягкого сплава 81 НМА, фланцы торцовых экранов - из пермаллоя 79 НМ. Испытание АЛТ показало наличие четырехкратного выигрыша в МСЧ, что обеспечило повышение точности поддержания частоты в бортовых стандартах, работающих в условиях изменяющейся внешней магнитной обстановки. Более того, использование изобретения позволяет снизить массу системы магнитных экранов при незначительном увеличении МСЧ.Класс H01S1/06 содержащие газообразное активное вещество