針對氦激光泵浦磁力儀在磁場測量中存在工作盲區(qū)的難題,提出了一種基于旋轉(zhuǎn)偏振的無盲區(qū)磁場探測方法。采用線偏振光激發(fā)氦原子的張量磁矩,根據(jù)檢測光的歸一化光譜求解直流、一倍頻和二倍頻信號的解析解。首先分析各檢測信號的角相關(guān)特性,結(jié)合一倍頻色散分量的過零點(diǎn)和二倍頻吸收分量的幅度判據(jù)調(diào)整光偏振方向,使偏振方向始終與外磁場保持垂直,利用正交亥姆霍茲線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)射頻電磁場,并且始終與光偏振方向平行。最后利用二倍頻色散分量的過零點(diǎn)鎖定磁場模值。實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明,所提方法能夠?qū)崿F(xiàn)無盲區(qū)磁場探測,磁場檢測靈敏度為0.4 pT/√Hz@1 Hz。

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【部分圖文】：

圖1雙共振排列氦激光泵浦磁力儀的工作機(jī)制

雙共振排列氦激光泵浦磁力儀的工作機(jī)制如圖1所示,主要包括高頻放電、激光泵浦、順磁共振和信號檢測4個步驟。正常情況下大多數(shù)4He原子處于基態(tài)11S0,首先采用容性高頻放電的方法將其激發(fā)到亞穩(wěn)態(tài)23S1。根據(jù)塞曼效應(yīng),處于亞穩(wěn)態(tài)能級23S1的4He原子在外磁場B0作用下發(fā)生能級劈裂,....

圖2DRAM的幾何結(jié)構(gòu)

DRAM的幾何結(jié)構(gòu)如圖2所示,其中k和ε分別為D0線線偏振激光的傳播方向與偏振方向;B0為外磁場;φ為B0與偏振方向的夾角(0°≤φ≤180°);Brf為垂直于B0方向的射頻電磁場分量,強(qiáng)度為Brf=B1cosωt,B1為射頻場幅度�，F(xiàn)以左旋圓偏振光為例,4He原子被泵浦光極....

圖3直流信號幅度的角相關(guān)性

由于hdc,hω,h2ω是關(guān)于偏振與外磁場夾角φ的變量,因此DRAM存在測量角相關(guān)特性。一般將磁力儀能夠正常工作時的角度范圍稱為工作區(qū),將磁力儀無法正常鎖定時的角度范圍稱為盲區(qū)。根據(jù)式(3)～(5),得到檢測信號的角相關(guān)特性如圖3～5所示。可以看出,各檢測信號在不同夾角φ下的幅度....

圖4一倍頻信號幅度的角相關(guān)性

圖3直流信號幅度的角相關(guān)性圖5二倍頻信號幅度的角相關(guān)性

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