原子磁力儀的研究.pdf

1、微弱磁場(chǎng)探測(cè)技術(shù)在許多方面，如醫(yī)學(xué)、軍事、地球物理和工業(yè)中都有著不可替代的重要作用。在本文工作中，我們研制了一種用于微弱磁場(chǎng)探測(cè)的高靈敏度原子磁力儀實(shí)驗(yàn)裝置，并對(duì)其工作原理、裝置結(jié)構(gòu)和測(cè)量結(jié)果做了相關(guān)的研究與分析。
　　 在第一章中，介紹了本課題研究的背景、意義和目標(biāo)。首先展示了弱磁場(chǎng)探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。其次介紹了目前常用的高靈敏度磁力儀的工作原理與特性。然后分析了當(dāng)前磁力儀發(fā)展的趨勢(shì)、各領(lǐng)域的需求以及自主研發(fā)的重要性，同時(shí)提出了我

2、們研制高性能原子磁力儀裝置的研究目標(biāo)。
　　 在第二章中，通過給出原子與光、磁場(chǎng)作用的基本理論，并經(jīng)過相關(guān)計(jì)算，從理論上解釋了一種新型原子磁力儀的基本工作原理。其中，介紹了銣原子特性和塞曼效應(yīng)；分析了光泵浦作用；結(jié)合量子力學(xué)的薛定諤方程，計(jì)算了磁場(chǎng)對(duì)原子態(tài)矢量變化的影響和對(duì)入射光強(qiáng)吸收的理論關(guān)系式。分析了理論表達(dá)式給出的關(guān)系曲線特征，并利用該曲線特征提出了一種原子磁力儀裝置的基本設(shè)計(jì)方案。
　　 在第三章中，介紹了原子磁

3、力儀實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)，包括光源部分、磁傳感器部分和信號(hào)探測(cè)部分等。光源部分中，通過激光器的相關(guān)參數(shù)精密調(diào)整與穩(wěn)定波長(zhǎng)等方法，實(shí)現(xiàn)了輸出一束用于探測(cè)的共振圓偏振激光；磁傳感器中，通過調(diào)整銣原子的溫度提供了適合的銣原子密度與入射探測(cè)光、磁場(chǎng)進(jìn)行作用；信號(hào)探測(cè)部分中，通過光電二極管探測(cè)透射光強(qiáng)并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算機(jī)信號(hào)處理，得到外磁場(chǎng)的大小，
　　 在第四章中，對(duì)原子磁力儀實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了性能測(cè)試、模擬測(cè)量和結(jié)果分析。首先，驗(yàn)證了透射光強(qiáng)與磁場(chǎng)