Квантовый магнитометр с оптической накачкой, комбинирующий достоинства $M_X$- и $M_Z$-устройств

Предложена и апробирована схема магнитометрического устройства, одновременно использующего два типа сигналов магнитного резонанса: $M_X$-сигнал и $M_R$-сигнал, обусловленный радиальной составляющей вращающегося атомного магнитного момента. По форме, динамическим характеристикам и метрологическим параметрам $M_R$-сигнал подобен широко используемому в магнитометрии $M_Z$-сигналу, но в отличие от последнего он может эффективно регистрироваться совместно с $M_X$-сигналом в общей радиооптической схеме. Предлагаемое устройство представляет собой быстрый $M_X$-магнитометр, фаза в петле обратной связи которого управляется реализованным на тех же атомах медленным точным магнитометром на $M_R$-сигнале. Устройство может быть реализовано на базе стандартного $M_X$-датчика; оно сочетает высокое ($\tau\le$ 0.1 s) быстродействие с точностью, примерно равной разрешающей способности квантового $M_X$-дискриминатора на временах порядка 10–100 s. Приведены результаты тестирования экспериментальной реализации схемы. Статистическая оценка воспроизводимости показаний составила (1.2 $\pm$ 1.1) pT.