地球上有豐富的水資源,海洋占據(jù)地球表面的71%,全世界的海洋中含有約1.413×1018kg的中等濃度電解質水溶液。海水的化學成分是復雜的,每1kg海水中有19g氯元素(以氯離子形式存在)、11g鈉元素(以鈉離子形式存在)、1.3g鎂離子和0.9g硫元素(主要以硫酸根形式存在)�？傮w上可以把海水看作由0.5mol/L的NaCl與0.05mol/L的MgSO4混合成的水溶液。這些鹽離子的電導很高達到2.5-6.0S/m,隨洋流的運動會產(chǎn)生海洋磁場。對海面磁場進行監(jiān)測,在地球物理測繪和水下磁異常探測等應用上都有重要意義。目前磁場測量的常規(guī)手段是將傳感器置于待測位置處,將磁信號轉化為電信號傳輸?shù)酱鎯ζ魃?存儲的數(shù)據(jù)要么用線纜傳回進行數(shù)據(jù)處理,要么就地存儲定期取回,例如艦船拖拽傳感器陣列和星載磁力儀等。實體探頭的放置成本高、目標明顯、且受限于運載工具的本地固有磁場干擾,而就地存儲數(shù)據(jù)的監(jiān)測形式又涉及功耗問題。這呼喚一種海洋表面磁場的遙感測量方法和設備。針對此問題,在不采用運載工具放置實體探測器的前提下我們提出了一種海面磁場的遠程測量方案:基于鈉原子共振熒光的地磁測量系統(tǒng)。本套測磁系統(tǒng)屬于一種B...

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 地磁測量的研究背景
    1.2 光泵磁強計的研究現(xiàn)狀
    1.3 鈉原子共振熒光測磁系統(tǒng)
        1.3.1 大氣鈉層地磁場遙感測量方案
        1.3.2 海面地磁場遠程測量方案
    1.4 論文結構與內(nèi)容安排
2 全光學原子磁強計的理論基礎
    2.1 超精細能級的塞曼分裂
    2.2 光泵效應產(chǎn)生極化原子
    2.3 極化原子與磁場的相互作用
    2.4 單光束ODMR信號
    2.5 本章小結
3 遠程熒光磁共振信號的實驗研究
    3.1 Rb原子氣室Mz光泵磁強計
    3.2 Na原子氣室共振熒光磁強計
        3.2.1 589nm共振光
        3.2.2 Na原子氣室
        3.2.3 共振光穩(wěn)頻
        3.2.4 光調(diào)制器
        3.2.5 地磁補償系統(tǒng)
        3.2.6 光學元件的選擇
        3.2.7 光電探測器
        3.2.8 鎖相放大器
    3.3 信號處理與分析
    3.4 本章小結
4 激光誘導生成Na原子
    4.1 海面鹽霧中的固有Na原子數(shù)量
    4.2 激光誘導等離子體
        4.2.1 LIBS主動激發(fā)Na、Rb原子
        4.2.2 原子壽命的共振吸收探測法
        4.2.3 脈沖激光波長的壓縮
        4.2.4 脈沖激光脈寬的壓縮
        4.2.5 激光誘導等離子體中Na原子的分布
    4.3 本章小結
5 改進與展望
    5.1 數(shù)據(jù)采集與處理模塊的集成
    5.2 遠程發(fā)射端的集成
    5.3 遠程接收端的集成
    5.4 本章小結
6 結論
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3749536