Russian English
 
Home Contacts

Квантовые магнитометры: предназначены для высокоточных измерений напряженности магнитных полей, имеющие множество применений как в фундаментальных, так и в прикладных исследованиях. Сюда относятся фундаментальные исследования в геофизике и в аэрономии и множество прикладных исследований, связанных с магнитной разведкой, т.е., с прецизионным магнитным картированием в интересах поиска всевозможных полезных ископаемых, борьбе с терроризмом, охране водных рубежей и т.д.

 

Калиевый магнитометр на изолированной узкой линии  объединяет высокую разрешающую способность (порядка 0.1-1 пТл/Гц1/2 в зависимости от реализации) с непревзойденной долговременной стабильностью (лучше, чем 0.1 нТл) и высоким временным разрешением. Магнитометр способен работать в диапазоне полей от 15 000 до 100 000 нТл с точностью 0.1 нТл и ориентационными ошибками, не превосходящими 0.03 нТл. На базе калиевого Мх-магнитометра разработан стабилизатор модуля магнитного поля, установленный в магнитной лаборатории ВНИИМ им. Д. И. Менделеева.
Конструктивно калиевый магнитометр представляет собой цилиндрический датчик длиной 16-20 см и диаметром 12-20 см, и отнесенные от него на расстояние 2-3 метра электронные блоки общим объемом примерно 2500 см3 и весом порядка 3 кг. Общее потребление энергии прибором составляет примерно 60 Вт. Обмен данными с компьютером происходит по кабелю длиной до 50 метров.

 

Основные метрологические параметры лабораторного прототипа прибора:

Рабочий диапазон магнитного поля ..........15000 - 100000 нТл
Количество отсчетов в секунду ............... 1, 10, или 1280
Вариационная чувствительность ...... 0.5 пТл с.к.о за 0.1 сек
Полоса частот......................................... 150 Гц
Воспроизводимость показаний ....................... ±0.02 нТл
Угловой диапазон наклона датчика ..................... 15-800
Ошибка при наклоне................................. ±0.15 нТл
Скорость отслеживания магнитного поля........... 5000 нТл/сек

 

            СТС-магнитометр (магнитометр, использующий микроволновые переходы в сверхтонкой структуре основного состояния щелочных атомов) - прибор, наиболее подходящий для использования в геологической аэро-разведке. Это единственный тип магнитометра, свободный он каких бы то ни было ограничений, связанных с его ориентацией по отношению к магнитному полю - ему не присущи ориентационные ошибки и «мертвые зоны». Разрешающая способность прибора составляет единицы пТл/Гц1/2. В настоящее время разработан балансный вариант прибора, измеряющий разницу частот двух симметричных СТС-переходов. В таком приборе осуществляется эффективная компенсация всех сдвигов, обусловленных излучением света накачки; он характеризуется абсолютной точностью порядка 10 пТл.

Векторный магнитометр-вариометр  с оптической накачкой объединяет разрешающую способность скалярного квантового магнитометра с возможностью одновременного измерения вариаций поперечных компонент поля (склонения и наклонения) с точностью ~10 пТл. Разработаны две версии векторного магнитометра с оптической накачкой – прецизионный калиевый магнитометр и быстродействующий цезиевый вариометр, характеризующийся вариационной чувствительностью измерения компонент поля ~12 пТл при времени измерения 0.1 сек, и диаметром сенсора (включая датчик и систему магнитных колец) всего 16.4 см (на фото справа). В основе прибора - модульный магнитометр на ячейке с парами цезия, помещенный в систему вращающихся магнитных полей. Метрологические характеристики такого прибора более, чем на порядок превосходят характеристики ближайших аналогов – феррозондовых и протонных векторных магнитометров.

 

                  Многофотонные магнитометры - приборы ближайшего будущего. К настоящему времени разработаны магнитометр на 4-фотонном переходе в зеемановской структуре калия и так называемый магнитометр-тандем, сочетающий высокую абсолютную точность многоквантового Mz-магнитометра с быстродействием цезиевого Mx-датчика. Основное применение тандема – обсерваторский контроль за магнитным полем Земли.