堿金屬原子磁強(qiáng)計(jì)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(jìn)動(dòng)測量磁場。SERF(Spin-Exchange Relaxation-Free,SERF)型原子磁強(qiáng)計(jì),其理論靈敏度可達(dá)到2aT/Hz1/2。顧名思義,此種類型的原子磁強(qiáng)計(jì)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(jī)制從而得到較高的靈敏度。SERF型原子磁強(qiáng)計(jì)應(yīng)用范圍廣泛,可以用于基礎(chǔ)物理學(xué)研究,同時(shí)在軍事領(lǐng)域及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)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(yīng)用的意義及價(jià)值不言而喻。本文對小型化SERF型原子磁強(qiáng)計(jì)研制過程進(jìn)行了介紹。SERF型原子磁強(qiáng)計(jì)的小型化優(yōu)化處理,使得操作更加方便,設(shè)備更加便攜,進(jìn)一步降低了實(shí)驗(yàn)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(qiáng)計(jì),小型化的SERF型原子磁強(qiáng)計(jì)只將單束光引入到探頭中,同時(shí)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(jìn)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(hào)分析儀,而是對實(shí)驗(yàn)中的有效數(shù)據(jù)直接進(jìn)行相關(guān)提取再進(jìn)行后處理,減少...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)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(dǎo)量子干涉儀磁強(qiáng)計(jì)
    1.3 磁通門磁強(qiáng)計(jì)
    1.4 質(zhì)子旋進(jìn)磁強(qiáng)計(jì)
    1.5 小型化光泵浦磁強(qiáng)計(jì)
    1.6 本章小結(jié)
第二章 原子磁強(qiáng)計(jì)基本理論
    2.1 傳統(tǒng)型與SERF型原子磁強(qiáng)計(jì)
    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(jī)制
        2.5.1 自旋交換碰撞
        2.5.2 SERF機(jī)制
    2.6 磁場調(diào)制型SERF原子磁強(qiáng)計(jì)
        2.6.1 布洛赫方程
        2.6.2 磁強(qiáng)計(jì)響應(yīng)
    2.7 本章小結(jié)
第三章 小型化原子磁強(qiáng)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(jié)構(gòu)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 測量結(jié)果及分析
    4.1 吸收信號(hào)與色散信號(hào)
    4.2 噪聲譜及靈敏度分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3803585