antony_w (antony_w) wrote,
antony_w
antony_w

Category:

Посмотрите на гироскоп ядерного магнитного резонанса на основе алмаза



Физик Андрей Ярмола вместе с коллегами из США и Германии продемонстрировал датчик вращения на основе ядерных спинов азота-14. Об этом рассказывается в работе, опубликованной в журнале Science Advances.

В исследовании физиков говорится о центрах окраски в алмазе — точечных дефектах в прозрачных диэлектриках (кристаллах и стёклах), поглощающих оптическое излучение вне области собственного поглощения.

Центры окраски вакансий азота образованы примесями азота, которые находятся рядом с отсутствующим углеродом в алмазе. Датчик использует оптическую поляризацию и считывание ядер, а также протокол двухквантового радиочастотного импульса для отслеживания прецессии ядерных спинов у азота-14.

Напомним, что датчики вращения или гироскопы обычно используются для навигации, в том числе в автомобилях. В коммерческом плане сегодня активно применяют механические гироскопы и микроэлектромеханические системы, новые методы также включают гироскопы ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Эти датчики могут превзойти коммерческие устройства в течение следующего десятилетия из-за своей точности, надежности и миниатюризации.

Гироскопы с ядерным спином основаны на центрах окраски азот-вакансия (NV) в алмазе и являются аналогами устройств ЯМР на основе паров, способных работать в более широком диапазоне условий окружающей среды. Алмазный датчик может функционировать как мультисенсор, сообщающий о магнитном поле, температуре и деформации, одновременно выступая в качестве эталона частоты. Ярмола с коллегами показал, как алмазный ЯМР-гироскоп напрямую предоставляет информацию о ядерных спиновых состояниях, не требуя точного знания частот спиновых переходов, которые подвержены влиянию окружающей среды. В дальнейшем, благодаря улучшениям, команда ученых намерена создать такое устройство, которое можно будет практически применять для навигации.



В экспериментальной установке команда установила алмазный датчик, зеленый диодный лазер, фотодетектор, а также все оптические компоненты, на вращающейся платформе, регулируемой с помощью специализированной системы. Алмаз поддерживал монокристаллическую пластину толщиной 400 мкм с концентрацией вакансий азота 4 млн-1.

Ученые создавали смещенное магнитное поле с помощью двух самариево-кобальтовых кольцевых магнитов с температурной компенсацией, а также использовали асферическую конденсорную линзу, чтобы осветить алмаз диаметром 50 мкм зеленым лазерным светом мощностью 80 мВт для сбора флуоресценции азотных вакансий. Ученые спектрально отфильтровали флуоресценцию с помощью полосового фильтра и фокусировали его на один из каналов сбалансированного фотоприемника. Затем подавали радиочастотные импульсы для управления ядерным спином с помощью медной проволоки диаметром 160 мкм, помещенной на поверхность алмаза рядом с оптическим фокусом. Чтобы предотвратить окружающие шумы магнитного поля, команда разместила установку, включая алмаз и магниты, внутри магнитных экранов из низкоуглеродистой стали.

Источник

Tags: техника
Subscribe

Posts from This Journal “техника” Tag

promo antony_w august 17, 2014 11:48 18
Buy for 10 tokens
Есть блог, в котором написано много постов про роботов: ссылка И там есть несколько статей о замене рабочих мест человека роботами: Уже к 2018 году роботы отберут у человека часть профессий Рабский труд без зарплаты Армия роботов: зачем она нужна обильной людьми Поднебесной и кому может…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment