搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

提高激光抽运铯原子磁力仪灵敏度的研究

李楠 黄凯凯 陆璇辉

提高激光抽运铯原子磁力仪灵敏度的研究

李楠, 黄凯凯, 陆璇辉
PDF
导出引用
导出核心图
  • 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894 nm 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19 fT/Hz1/2的极限灵敏度和1.8 pT/Hz1/2的本征灵敏度, 空间分辨率小于2 cm.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10874012, 10974177)和国家国际科技合作项目(批准号: 2010DFA04690)资助的课题.
    [1]

    Bison G, Wynands R, Weis A 2003 Appl. Phys. B 76 325

    [2]

    Carlos Go'mez, Roberto Hornero, Daniel Aba'solo, Alberto Ferna'ndez, Javier Escudero 2007 Computer Methods and Programs in Biomedicine 87 239

    [3]

    Karsten Sternickel, Alex Braginski 2003 Supercond. Sci. Technol 19 160

    [4]

    Groeger S, Bison G 2006 Sensors and Actuators A: Phys. 129 1

    [5]

    Xu S 2008 Phys. Rev. A 78 13404

    [6]

    Sarma B S P, Verma B K, Satyanarayana S V 1999 Geophysics 64 1735

    [7]

    Mende S B, Harris S E, Frey H U, Angelopoulos V, Russell C T, Donovan E, Jackel B, Greffen M, Peticolas L M 2008 Space Sci. Rev. 141 357

    [8]

    Russell C T, Chi P J, Dearborn D J, Ge Y S, Kuo-Tiong B, Means J D, Pierce D R, Rowe K M, Snare R C 2008 Space Sci. Rev. 141 389

    [9]

    Turkakin H, Marchand R, Kale Z C 2008 Journal of Geophysical Research 113 1

    [10]

    Carreon H 2008 Wear 265 255

    [11]

    Zivotsky O, Postava K, Kraus L, J iraskova Y, Juraszek J, Teillet J, Barcova K, Svec P S, Janickovic D, Pistora J 2008 Journal of Magnetism and Magnetic Materials 320 1535

    [12]

    Bonavolonta C, Valentino A, Peluso G, Barone A 2007 Applied Superconductivity 17 772

    [13]

    Kuroda M, Yamanaka S 2005 NDT & E International 38 53

    [14]

    Tralshawala N, Claycomb J R, Miller J H 1997 Appl. Phys. Lett. 71 2874

    [15]

    Huang K K 2012 Chin. Phys. Lett. 29 100701

    [16]

    Kanorsky S, Lang S, LÄucke S, Ross S, HÄansch T, Weis A 1996 Phys. Rev. A 54 1010

    [17]

    Huang K K, Li N, Lu X H 2011 Infrared and Laser Engineering 11 2192 (in Chinese) [黄凯凯, 李楠, 陆璇辉 2011 红外与激光工程 11 2129]

    [18]

    Corwin K L, Lu T Z, Hand C F, Epstain R J, Wieman C E 1998 Appl. Optics 37 3295

    [19]

    Liu K, Zhang S Y, Gu W 2012 Modern Electronics Technique 35 7 (in Chinese) [刘坤, 张松勇, 顾伟 2012 现代电子技术 35 7]

    [20]

    Rife D R, Boorstyn R T 1974 IEEE Transactions on Information Theory 20 591

  • [1]

    Bison G, Wynands R, Weis A 2003 Appl. Phys. B 76 325

    [2]

    Carlos Go'mez, Roberto Hornero, Daniel Aba'solo, Alberto Ferna'ndez, Javier Escudero 2007 Computer Methods and Programs in Biomedicine 87 239

    [3]

    Karsten Sternickel, Alex Braginski 2003 Supercond. Sci. Technol 19 160

    [4]

    Groeger S, Bison G 2006 Sensors and Actuators A: Phys. 129 1

    [5]

    Xu S 2008 Phys. Rev. A 78 13404

    [6]

    Sarma B S P, Verma B K, Satyanarayana S V 1999 Geophysics 64 1735

    [7]

    Mende S B, Harris S E, Frey H U, Angelopoulos V, Russell C T, Donovan E, Jackel B, Greffen M, Peticolas L M 2008 Space Sci. Rev. 141 357

    [8]

    Russell C T, Chi P J, Dearborn D J, Ge Y S, Kuo-Tiong B, Means J D, Pierce D R, Rowe K M, Snare R C 2008 Space Sci. Rev. 141 389

    [9]

    Turkakin H, Marchand R, Kale Z C 2008 Journal of Geophysical Research 113 1

    [10]

    Carreon H 2008 Wear 265 255

    [11]

    Zivotsky O, Postava K, Kraus L, J iraskova Y, Juraszek J, Teillet J, Barcova K, Svec P S, Janickovic D, Pistora J 2008 Journal of Magnetism and Magnetic Materials 320 1535

    [12]

    Bonavolonta C, Valentino A, Peluso G, Barone A 2007 Applied Superconductivity 17 772

    [13]

    Kuroda M, Yamanaka S 2005 NDT & E International 38 53

    [14]

    Tralshawala N, Claycomb J R, Miller J H 1997 Appl. Phys. Lett. 71 2874

    [15]

    Huang K K 2012 Chin. Phys. Lett. 29 100701

    [16]

    Kanorsky S, Lang S, LÄucke S, Ross S, HÄansch T, Weis A 1996 Phys. Rev. A 54 1010

    [17]

    Huang K K, Li N, Lu X H 2011 Infrared and Laser Engineering 11 2192 (in Chinese) [黄凯凯, 李楠, 陆璇辉 2011 红外与激光工程 11 2129]

    [18]

    Corwin K L, Lu T Z, Hand C F, Epstain R J, Wieman C E 1998 Appl. Optics 37 3295

    [19]

    Liu K, Zhang S Y, Gu W 2012 Modern Electronics Technique 35 7 (in Chinese) [刘坤, 张松勇, 顾伟 2012 现代电子技术 35 7]

    [20]

    Rife D R, Boorstyn R T 1974 IEEE Transactions on Information Theory 20 591

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1887
  • PDF下载量:  598
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-11
  • 修回日期:  2013-03-21
  • 刊出日期:  2013-07-05

提高激光抽运铯原子磁力仪灵敏度的研究

  • 1. 浙江大学物理系, 杭州 310027
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10874012, 10974177)和国家国际科技合作项目(批准号: 2010DFA04690)资助的课题.

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894 nm 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19 fT/Hz1/2的极限灵敏度和1.8 pT/Hz1/2的本征灵敏度, 空间分辨率小于2 cm.

English Abstract

参考文献 (20)

目录

    /

    返回文章
    返回