Высокочувствительная лазерная поляриметрия атомных газов

• Автор: Богданов, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР МЕТОДОВ ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
§ 1.1. Методика поляриметрических измерений
§ 1.2. Спектральные поляриметрические измерения
§ 1.3. Точность поляриметрических измерений
§ 1.4. Основные результаты первой главы
Глава II. ОПТИЧЕСКАЯ СХЕМА СПЕКТРОПОЛЯРИМЕТРА
§ 2.1. Перестраиваемый лазер
§ 2,2. Поляризационные призмы
§ 2.3. Ячейка Фарадея
§ 2.4. Приемники излучения
§ 2.5. Система контроля частоты излучения
лазера
§ 2.6. Общая компоновка спектрополяриметра
ГЛАВА Щ. РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ АППАРАТУРА СПЕКТРОПОЛЯРИМЕТРА
§ 3.1. Общие принципы построения радиоэлектронных систем спектрополяриметра
§ 3.2. Канал компенсации и регистрации вращения
§ 3.3. Канал синхронизации лазерных интерферометров
§ 3.4. Канал привязки частоты лазера к линии
поглощения
§ 3.5. Канал привязки частоты лазера к контуру
фарадеевского вращения
§ 3.6. Управление режимами работы спектрополяриметра
§ 3.7. Конструкция радиоэлектронной аппаратуры

ГЛАВА ІУ. ИЗУЧЕНИЕ АППАРАТНОГО ВРАЩЕНИЯ НА СПЕКТРОПОЛЯРИМЕТРЕ
§ 4.1. Интерференционный механизм аппаратного
вращения
§ 4.2. Аппаратное вращение в поляризационных
призмах
§ 4.3. Одномодовый световод
Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В ПАРАХ
АТОМАРНОГО ВИСМУТА
§ 5.1. Эффект Фарадея в парах висмута
§ 5.2. Ложные эффекты в парах висмута
§ 5.3. Измерения оптической активности в парах
висмута
§ 5.4. Обсуждение результатов измерений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Появление лазеров - источников яркого когерентного излучения - дало мощный стимул развитию многих областей оптической спектроскопии. Применение лазеров позволяет увеличить чувствительность и спектральное разрешение поляриметров и сейчас с их помощью решается широкий круг экспериментальных задач. На спе-ктрополяриметрах изучают сверхтонкую структуру спектральных линий /I/ и дисперсию нелинейной восприимчивости /2/, проводят точные измерения сил осцилляторов атомных переходов /3/. В ряде "тонких" экспериментов возникает необходимость измерять весьма малые вращения плоскости поляризации света. Для измерения увлечения света движущейся средой необходимо регистрировать вращение на

уровне 10 радиан /4/. Такая чувствительность позволит также обнаруживать малые примеси атомов (концентрация 10^ см-3, поглощение Ю-® см-*) /5/.
Аналогичные требования к измерению малых вращений возникают в связи с поисками эффектов несохранения четности в атомах. Имеется в виду поиск слабых взаимодействий электронов и нуклонов, предсказанных единой теорией электрослабых взаимодействий Вейн-берга-Салама. Обычно задачи такого рода решают на ускорителях методами физики высоких энергий. Однако в работе Бушиа /6/ было показано, что в тяжелых атомах слабое взаимодействие электронов с нуклонами возрастает настолько, что можно надеяться зарегистрировать его оптическими методами. Такое обнаружение было бы важным подтверждением теории электрослабых взаимодействий в области малых энергий, полученным независимо от физики элементарных частиц.
Возможность наблюдения в атоме слабого взаимодействия свя-

управления с блока логики 23 "пролезают" по общей "земляной" шине в аналоговую часть и смещают нуль ПНЧ. В результате появляет-

ся ошибка при определении разности вращений на уровне 3*10 рад. Применение оптронной развязки и раздельных аналоговой
и цифровой земляных шин полностью устранило этот эффект.
Основные параметры системы компенсации и регистрации вращения следующие:
- коэффициент усиления по разомкнутой петле компенсации

регулируется в широких пределах, номинальное значение ^"3*10 (= 90 дБ);
- постоянная времени компенсации вращения - регулируется, номинальное значение ~ 30 мсек. Компенсация малых вращений
( 10 рад) с точностью 0,1% происходит за время 0,2 сек; большие вращения компенсируются со скоростью 2•10“^ рад/сек;
- диапазон компенсации вращения + 5*10 рад (величина компенсирующего тока + 100 мА);
- цифровой канал регистрации позволяет накапливать сигнал вращения в течение неограниченного времени;
- температурный дрейф "нулевой" частоты ПНЧ 10~^/°С;
- шумы напряжения на входе узкополосного усилителя при закрытом ФЭУ составляют 10 мкВ при времени усреднения I сек, что

соответствует собственным шумам петли компенсации на уровне 10 рад.
Электромагнитная наводка с ячейки Фарадея на электронику соответ-ствует вращению на уровне 10 рад;
- собственные шумы цифрового канала регистрации составляют 10“^ рад за время накопления 10 сек, что соответствует + одной
единице счета.
Работа канала компенсации вращения иллюстрируется регистро-