Метод контроля постоянного тока на основе поляризационных свойств фотонного эха

• Автор: Гладышев, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Глава 1. Оптические измерения на основе вращения поляризации света в продольном магнитном поле

1.1. Линии электропередачи постоянного тока и их метрологическое обслуживание

1.2. Магнитооптические датчики тока на основе эффекта Фарадея

1.3. Оптоэлектронные информационно-измерительные трансформаторы тока

1.4. Фотонное эхо в газе и условия его возбуждения

1.5. Поляризационные свойства фотонного эха в газе при наличии продольного магнитного поля
Глава 2. Активная среда измерителя тока на основе фотонного эха и контроль ее параметров

2.1. Характеристика паров молекулярного йода

2.2. Требования к активной среде датчика тока на основе

фотонного эха

2.3. Исследование диапазона допустимых температур активной газовой среды датчика тока на основе фотонного эха
Глава 3. Регистрация электрического тока на основе фотонного эха в газе
3.1. Метод оптоэлектронного измерения постоянного электрического тока.
3.2. Методика автоматической регистрации постоянного тока на основе нефарадеевского поворота вектора поляризации фотонного эха.
3.3. Методика регулирования диапазона регистрируемых значений постоянного тока.

Глава 4. Дистанционный контроль постоянного тока на основе фотонного эха в газе
4.1. Магнитооптический датчик для дистанционного контроля постоянного тока на основе фотонного эха
4.2. Контроль постоянного тока на основе поляризационных свойств фотонного эха на примере сверхвысоковольтных линий электропередач
4.3. Исследование точности регистрации постоянного тока магнитооптического датчика на основе фотонного эха
Заключение
Приложение
Примечание
Литература
Тема диссертации связана с исследованием возможности использования поляризационных свойств фотонного эха (ФЭ) в газе, формируемого под воздействием магнитного поля, для контроля постоянного тока.
Актуальность темы определяется необходимостью высокоточного быстродействующего дистанционного контроля возможных значений постоянного электрического тока с помощью одного магнитооптического датчика тока с электронной перестройкой величины контролируемого диапазона при отслеживании работы электротехнологических изделий, выполняющих особо точные технологические операции в гальванике, а также в электроэнергетике.
Без знания режимов фиксации поляризационных свойств фотонного эха при воздействии продольного магнитного поля невозможно создать перестраиваемый магнитооптический датчик дистанционной регистрации контролируемого тока электротехнологических установок на основе явления фотонного эха в газе. В то время как существует множество магнитооптических датчиков тока на основе эффекта Фарадея, рассчитанных на фиксированный диапазон регистрируемых значений, до сих пор не разработаны высокоточные магнитооптические методы регистрации постоянного тока с перестраиваемым диапазоном контролируемых его значений и оптической памятью, фиксирующей последовательность значений функции быстропротекающего процесса изменения тока.
Тема исследований поддержана рядом научных фондов, научно-технических программ:
- Российским фондом фундаментальных исследований в виде грантов № 96-02-18223а (1996-1998 г.г.) по теме: «Поляризационные свойства фотонного эха в электрическом и магнитном поле», № 00-02-16234а (2000-2002 г.г.) по теме: «Деполяризующие столкновения и информативные
Подчеркнем, что такой поворот плоскости поляризации ФЭ в магнитном поле, направленном параллельно волновому вектору возбуждающего излучения, является специфическим. Он отличается от поворота плоскости поляризации в оптически активных (киральных) средах и от фарадеевского поворота плоскости поляризации. Действительно, угол поворота плоскости поляризации для двух вышеуказанных случаев нарастает с длиной пройденного излучением пути, а в фотонном эхо зависит лишь от произведения амплитуды магнитного поля на время задержки между возбуждающими импульсами [35]. Кроме того, для фарадеевского вращения угол поворота оказывается пренебрежимо малым в магнитных полях, обычно применяемых в экспериментах по фотонному эхо.
Явление поворота плоскости поляризации ФЭ в продольном постоянном магнитном поле исследовано теоретически для разных приближений. Так, после предсказания эффекта для сравнительно простого случая квантовомеханического перехода 0 —> 1 [48], серия теоретических работ была посвящена анализу этого явления для переходов с произвольными угловыми моментами у резонансных уровней [54, 55, 56]. Для переходов с большой степенью вырождения (вырожденны оба рабочих уровня) поворот плоскости поляризации ФЭ в магнитном поле по-прежнему происходит, но его количественные характеристики значительно сложнее, чем для перехода 0 —> 1. В этом случае естественно считать, что факторы резонансных уровней верхнего да и нижнего дь мало отличаются друг от друга. Эта ситуация проанализирована в работе [54] для произвольных значений угловых моментов у и произвольных переходов в приближении малых площадей возбуждающих импульсов прямоугольной формы и при отсутствии деполяризующих столкновений. В таких условиях для возбуждающих импульсов резонансного излучения, поляризованных коллинеарно, сигналы эхо также имеют линейную поляризацию, ориентированную под определенным углом к плоскости поляризации возбуждающих импульсов. Величина этого угла определяется