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提高激光抽运铯原子磁力仪灵敏度的研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O511[理学—低温物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]浙江大学物理系,杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10874012,10974177); 国家国际科技合作项目(批准号:2010DFA04690)资助的课题
中文摘要:

本文报道了一种基于激光抽运射频共振的铯原子磁力仪.通过圆偏振光将铯原子抽运到暗态,实现偏极化.外磁场存在时,原子磁矩将以拉莫尔频率绕外磁场进动.在共振射频磁场的作用下,原子被去极化而重新吸收光子.通过探测出射光光谱可以测得拉莫尔频率进而得到外磁场的信息.本文通过运用自制的894nm外腔半导体激光器,建立了激光稳频装置和低噪声磁场测量环境,实现了一种基于铯原子激光抽运射频共振的磁力仪.通过磁力仪参数优化以及闭环测量,磁力仪测量的外磁场达到了19fT/Hz1/2的极限灵敏度和1.8pT/Hz1/2的本征灵敏度,空间分辨率小于2cm.

英文摘要:

A cesium atomic magnetometer based on laser-pumped rf resonance has been investigated and demonstrated experimentally. Atoms are polarized and pumped to dark states by circularly polarized light. When there exists a magnetic field, the corresponding magnetization will be precessing around the magnetic field at Larmor frequency. By means of adding a resonant rf magnetic field, the atoms will be depolarized and absorb photons again. By detecting the spectrum of the transmitted light, one can obtain the information about the external magnetic field. We build an 894nm external cavity diode laser with a frequency stabilization device, and a low noise magnetic field measurement environment. After the optimization of the magnetometer parameter and closed-loop measurement, an ultimate sensitivity of 19 fT/Hz1/2 and an intrinsic sensitivity of 1.8 pT/Hz1/2 have been achieved with the spatial resolution smaller than 2 cm.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876