原子磁力計(jì)作為弱磁測(cè)量的理想方式,其小型化非常重要。本文搭建體積僅為2.9 cm×4.2 cm×4.2 cm的小型半導(dǎo)體激光器,激光器的最大光功率為117 mW,激光功率12 h慢漂0.6%,頻率慢漂為每24 h 28 MHz。將其嵌入到原子磁力計(jì)系統(tǒng)中,用于減小原子磁力計(jì)的體積。實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果表明,小型激光器的頻率慢漂和功率慢漂對(duì)磁力計(jì)影響較小,在10～300 Hz范圍內(nèi),磁場(chǎng)測(cè)量的靈敏度最高能達(dá)到■,滿足高靈敏度磁場(chǎng)測(cè)量的需求。我們的工作為微型磁力計(jì)實(shí)用化提供了參考。 

【文章來(lái)源】：量子光學(xué)學(xué)報(bào). 2020,26(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

原子磁力計(jì)。圖(a)為原子磁力計(jì)的原理圖;圖(b)為磁力計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。CL:聚焦透鏡,

激光管的頻率是通過(guò)溫度來(lái)調(diào)節(jié)的,用溫度控制器控制激光管的溫度,通過(guò)改變溫度控制器的溫度實(shí)現(xiàn)精確調(diào)諧激光器輸出光場(chǎng)頻率。該激光器的出射光波長(zhǎng)隨溫度的變化關(guān)系如圖2(b)所示。當(dāng)溫度從21℃～29℃變化時(shí),激光波長(zhǎng)變化范圍為794.7 nm～795.2 nm呈線性關(guān)系,其斜率為0.059 nm/℃,激光頻率變化范圍為377.5 THz～377.3 THz。實(shí)驗(yàn)中所用溫度控制器在24 h內(nèi)溫度漂移小于0.001℃,對(duì)應(yīng)激光頻率在24 h漂移約為28 MHz。在精密測(cè)量實(shí)驗(yàn)中,對(duì)激光器的噪聲有非常高的要求,因原子磁力計(jì)是采用平衡探測(cè)裝置來(lái)測(cè)量光場(chǎng)偏振的信息,進(jìn)而推測(cè)磁場(chǎng)信息。所以用平衡探測(cè)裝置測(cè)量激光噪聲,用電子頻譜分析儀測(cè)量頻率范圍在0到10 MHz的噪聲譜。測(cè)量的光場(chǎng)功率范圍為0到4 mW,激光噪聲譜如圖3所示。頻率范圍為0到10 MHz時(shí),激光噪聲隨頻率變化不大。

在精密測(cè)量實(shí)驗(yàn)中,對(duì)激光器的噪聲有非常高的要求,因原子磁力計(jì)是采用平衡探測(cè)裝置來(lái)測(cè)量光場(chǎng)偏振的信息,進(jìn)而推測(cè)磁場(chǎng)信息。所以用平衡探測(cè)裝置測(cè)量激光噪聲,用電子頻譜分析儀測(cè)量頻率范圍在0到10 MHz的噪聲譜。測(cè)量的光場(chǎng)功率范圍為0到4 mW,激光噪聲譜如圖3所示。頻率范圍為0到10 MHz時(shí),激光噪聲隨頻率變化不大。2)原子磁力計(jì)性能參數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
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