堿金屬原子磁強計的基本原理是利用堿金屬原子在光及磁場的作用下自旋極化的相干進動測量磁場。SERF(Spin-Exchange Relaxation-Free,SERF)型原子磁強計,其理論靈敏度可達到2aT/Hz1/2。顧名思義,此種類型的原子磁強計在自旋交換碰撞中,由于快速的交換碰撞將完全消除其弛豫機制從而得到較高的靈敏度。SERF型原子磁強計應用范圍廣泛,可以用于基礎物理學研究,同時在軍事領域及生物醫(yī)學領域均大有可為,可用于礦物質(zhì)探測、生物弱磁場的探測等,如對人體腦磁的探測,其應用的意義及價值不言而喻。本文對小型化SERF型原子磁強計研制過程進行了介紹。SERF型原子磁強計的小型化優(yōu)化處理,使得操作更加方便,設備更加便攜,進一步降低了實驗成本。主要工作包括:在光路搭建方面,相比于傳統(tǒng)的雙光束體系的原子磁強計,小型化的SERF型原子磁強計只將單束光引入到探頭中,同時作為泵浦光與探測光;在數(shù)據(jù)采集方面,我們采用了軟件程序中的虛擬鎖相放大器代替了硬件鎖相放大器進行數(shù)據(jù)的處理及采集;在數(shù)據(jù)處理方面,我們舍棄了傳統(tǒng)的硬件頻譜信號分析儀,而是對實驗中的有效數(shù)據(jù)直接進行相關提取再進行后處理,減少...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超導量子干涉儀磁強計
    1.3 磁通門磁強計
    1.4 質(zhì)子旋進磁強計
    1.5 小型化光泵浦磁強計
    1.6 本章小結
第二章 原子磁強計基本理論
    2.1 傳統(tǒng)型與SERF型原子磁強計
    2.2 原子的吸收線型
    2.3 光的泵浦
    2.4 自旋弛豫
    2.5 自旋交換碰撞與SERF機制
        2.5.1 自旋交換碰撞
        2.5.2 SERF機制
    2.6 磁場調(diào)制型SERF原子磁強計
        2.6.1 布洛赫方程
        2.6.2 磁強計響應
    2.7 本章小結
第三章 小型化原子磁強計實驗裝置
    3.1 光路模塊
        3.1.1 探頭外部光路
        3.1.2 探頭內(nèi)部光路
        3.1.3 激光頻率優(yōu)化與光斑測量
    3.2 電路模塊
        3.2.1 三軸磁場反饋電路
        3.2.2 溫控電路
        3.2.3 數(shù)據(jù)采集電路
    3.3 數(shù)據(jù)采集模塊
    3.4 整體結構
    3.5 本章小結
第四章 測量結果及分析
    4.1 吸收信號與色散信號
    4.2 噪聲譜及靈敏度分析
    4.3 本章小結
第五章 總結與展望
參考文獻
致謝



本文編號：3803585