Doktoraty Wydziału IET

mgr inż. Przemysław Włodarczyk

Promotor: prof. dr hab. Marcin Lipiński (AGH)
Promotor pomocniczy: dr Szymon Pustelny (UJ)
Dyscyplina: Elektronika

W pracy pokazano, że układ RLC może modelować zachowanie ośrodka aktywnego w magnetometrach optycznych oraz opracowano układ zastępczy magnetometru z wiązką o modulowanym natężeniu. Na podstawie modelu zbadano różne konfiguracje magnetometru i wykazano, że może on pracować w trybie samooscylacyjnym, w którym częstotliwość drgań jest proporcjonalna do pola magnetycznego.

Następnie zbudowano eksperymentalny magnetometr i potwierdzono przewidywania teoretyczne. W kolejnej części pracy skonstruowano, w oparciu o modulator jednowstęgowy, układ wytwarzający światło o obracającej się, liniowej polaryzacji. Układ ten wykorzystano do budowy nowego typu magnetometru optycznego - magnetometru z rotującą polaryzacją. Nowy magnetometr umożliwia stabilną pracę w trybie samooscylacyjnym i osiąga niemal dwukrotnie wyższą czułość niż porównywalny układ z wiązką o modulowanym natężeniu.

W ostatniej części pracy zbudowano układ akwizycji danych umożliwiający synchroniczne pomiary w różnych lokalizacjach na powierzchni Ziemi. Układ ten wykorzystuje system nawigacji satelitarnej i pozwala na rejestrację sygnałów pochodzących z magnetometrów atomowych z precyzją wystarczającą do badań podstawowych i weryfikacji niektórych hipotez w zakresie współczesnej fizyki. Rejestratory zostały umieszczone na kilku uczelniach świata, gdzie posłużą do budowy globalnej sieci zsynchronizowanych magnetometrów optycznych.

Tezy rozprawy

• Magnetometry atomowe mogą być modelowane jako elektroniczne układy zastępcze, a ich odpowiedź na zmiany pola magnetycznego może być analizowana przy użyciu oprogramowania do symulacji układów elektronicznych.

• Modulatory jednowstęgowe umożliwiają konstrukcję nowego typu magnetometru atomowego pozwalającego na precyzyjne pomiary pola magnetycznego w szerokim zakresie dynamicznym.

• Zastosowanie wzorca czasu opartego na systemie GPS pozwala na konstrukcję układu akwizycji danych umożliwiającego synchroniczne pomiary sygnałów magnetometrów atomowych rozmieszczonych w różnych lokalizacjach na powierzchni Ziemi i badania podstawowe w zakresie fizyki.

Recenzje pracy

prof. dr hab. Krzysztof Abramski

prof. dr hab. inż. Ryszard Romaniuk

Istotne publikacje doktoranta:

• P. Włodarczyk, S. Pustelny, J. Zachorowski, M. Lipiński, Modeling an optical magnetometer with electronic circuits — analysis and optimization Journal of Instrumentation Volume 7, July 2012 (2012 JINST 7 P07015)

• Szymon Pustelny, [et al.], Przemysław WŁODARCZYK, [et al.], The global network of optical magnetometers for exotic physics (GNOME): a novel scheme to search for physics beyond the standard model, Annalen der Physik ; ISSN 0003-3804. — 2013 vol.~525 no.~8–9, s.~659–670. — Bibliogr. s.~669–670

• Przemysław Włodarczyk, SzymonPustelny, DmitryBudker, MarcinLipiński Multi-channel data acquisition system withabsolute time synchronization, Nucl. Instrum. Meth. A, vol. 763, (2014)