弱磁場探測技術(shù)作為研究磁體、分析物質(zhì)構(gòu)造及性質(zhì)的重要手段,無論是在人類生存的地球環(huán)境,還是在科學(xué)探索的太空環(huán)境,弱磁場探測技術(shù)可能應(yīng)用的范圍都非常廣泛。目前,國內(nèi)外常見的磁力儀產(chǎn)品種類較多,它們應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)、地質(zhì)資源探測、自然災(zāi)害預(yù)警、軍事反潛、沉船打撈、材料無損檢測、衛(wèi)星地磁建模等領(lǐng)域。但它們各自受到精度高低、磁測范圍、測量盲區(qū)、便攜性等因素的影響,應(yīng)用范圍具有一定限制,如在數(shù)百n T弱磁場高精度測量、外星磁場建模、太空資源探測等領(lǐng)域。論文通過調(diào)研國內(nèi)外現(xiàn)有磁力儀以及預(yù)研磁力儀,對比發(fā)現(xiàn)CPT磁力儀具有精度高、體積小、磁測范圍的可調(diào)性等特點(diǎn),研究它的弱磁測量特性將有望填補(bǔ)現(xiàn)狀態(tài)技術(shù)瓶頸,發(fā)揮空間弱磁探測領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢。本文主要從以下幾個(gè)方面展開。首先,針對CPT磁力儀所用工作介質(zhì)⁸⁷Rb原子,分析在外磁場中⁸⁷Rb原子超精細(xì)能級的塞曼分裂及其躍遷選擇定則,給出CPT磁力儀利用EIT微分信號測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的方法。然后,建立EIT信號線寬的理論模型和仿真模型,并分析相敏檢波的解調(diào)原理、應(yīng)用優(yōu)勢以及運(yùn)用局限。隨后,分析微波調(diào)頻范圍對磁力儀靈敏度... 

【文章來源】：中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 弱磁場測量需求
    1.2 國內(nèi)外弱磁場測量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 磁通門磁力儀
        1.2.2 質(zhì)子磁力儀
        1.2.3 光泵磁力儀
        1.2.4 SQUID磁力儀
        1.2.5 SERF磁力儀
        1.2.6 CPT磁力儀
        1.2.7 國內(nèi)外弱磁測量總結(jié)概述
    1.3 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
    1.4 本章小結(jié)
2 CPT磁力儀理論基礎(chǔ)
    2.1 堿金屬原子性質(zhì)
        2.1.1 銣原子性質(zhì)
        2.1.2 銣原子能級結(jié)構(gòu)
    2.2 銣原子在外磁場中運(yùn)動(dòng)
        2.2.1 原子磁矩與角動(dòng)量
        2.2.2 塞曼效應(yīng)
    2.3 CPT磁力儀原理
        2.3.1 CPT效應(yīng)
        2.3.2 CPT磁力儀測磁方法
    2.4 本章小結(jié)
3 EIT信號線寬對CPT磁力儀弱磁測量影響
    3.1 EIT信號線寬理論模型
    3.2 EIT信號仿真模型
    3.3 相敏檢波原理及分析
        3.3.1 相敏檢波原理
        3.3.2 相敏檢波法與直接微分法對比
        3.3.3 相敏檢波法運(yùn)用局限
    3.4 EIT信號分離條件
        3.4.1 微波調(diào)頻范圍對磁力儀靈敏度系數(shù)的影響
        3.4.2 弱磁場下EIT信號分離條件
        3.4.3 磁場測量與線寬的關(guān)系
    3.5 本章小結(jié)
4 CPT磁力儀系統(tǒng)搭建與測試
    4.1 實(shí)驗(yàn)平臺
    4.2 光路系統(tǒng)
        4.2.1 激光器選型
        4.2.2 光學(xué)器件選擇分析
    4.3 控制系統(tǒng)
        4.3.1 激光器控制原理
        4.3.2 原子氣室溫度控制
    4.4 系統(tǒng)測試
        4.4.1 光束圓偏振度檢測
        4.4.2 光功率穩(wěn)定性分析
        4.4.3 原子氣室溫度穩(wěn)定性分析
    4.5 本章小結(jié)
5 CPT磁力儀實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.1 EIT信號線寬計(jì)算方法
    5.2 光功率對EIT信號線寬影響的實(shí)驗(yàn)及分析
    5.3 原子氣室溫度對EIT信號線寬影響的實(shí)驗(yàn)及分析
    5.4 緩沖氣體壓強(qiáng)對EIT信號線寬的實(shí)驗(yàn)及分析
    5.5 弱磁場測試
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 問題與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間論文和專利發(fā)表情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3279829