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(zhì)水溶液。海水的化學(xué)成分是復(fù)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)。總體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(dǎo)很高達(dá)到2.5-6.0S/m,隨洋流的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生海洋磁場。對(duì)海面磁場進(jìn)行監(jiān)測(cè),在地球物理測(cè)繪和水下磁異常探測(cè)等應(yīng)用上都有重要意義。目前磁場測(cè)量的常規(guī)手段是將傳感器置于待測(cè)位置處,將磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器上,存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)要么用線纜傳回進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,要么就地存儲(chǔ)定期取回,例如艦船拖拽傳感器陣列和星載磁力儀等。實(shí)體探頭的放置成本高、目標(biāo)明顯、且受限于運(yùn)載工具的本地固有磁場干擾,而就地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)形式又涉及功耗問題。這呼喚一種海洋表面磁場的遙感測(cè)量方法和設(shè)備。針對(duì)此問題,在不采用運(yùn)載工具放置實(shí)體探測(cè)器的前提下我們提出了一種海面磁場的遠(yuǎn)程測(cè)量方案:基于鈉原子共振熒光的地磁測(cè)量系統(tǒng)。本套測(cè)磁系統(tǒng)屬于一種B...

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 地磁測(cè)量的研究背景
    1.2 光泵磁強(qiáng)計(jì)的研究現(xiàn)狀
    1.3 鈉原子共振熒光測(cè)磁系統(tǒng)
        1.3.1 大氣鈉層地磁場遙感測(cè)量方案
        1.3.2 海面地磁場遠(yuǎn)程測(cè)量方案
    1.4 論文結(jié)構(gòu)與內(nèi)容安排
2 全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)的理論基礎(chǔ)
    2.1 超精細(xì)能級(jí)的塞曼分裂
    2.2 光泵效應(yīng)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(hào)
    2.5 本章小結(jié)
3 遠(yuǎn)程熒光磁共振信號(hào)的實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 Rb原子氣室Mz光泵磁強(qiáng)計(jì)
    3.2 Na原子氣室共振熒光磁強(qiáng)計(jì)
        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(bǔ)償系統(tǒng)
        3.2.6 光學(xué)元件的選擇
        3.2.7 光電探測(cè)器
        3.2.8 鎖相放大器
    3.3 信號(hào)處理與分析
    3.4 本章小結(jié)
4 激光誘導(dǎo)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(dǎo)等離子體
        4.2.1 LIBS主動(dòng)激發(fā)Na、Rb原子
        4.2.2 原子壽命的共振吸收探測(cè)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(dǎo)等離子體中Na原子的分布
    4.3 本章小結(jié)
5 改進(jìn)與展望
    5.1 數(shù)據(jù)采集與處理模塊的集成
    5.2 遠(yuǎn)程發(fā)射端的集成
    5.3 遠(yuǎn)程接收端的集成
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3749536