激光泵浦铯-氦磁强计的噪声抑制  

Noise Suppression of Laser-pumped Cesium-Helium Optical Magnetometer

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作  者:伏吉庆 孔嘉 程华富 FU Ji-qing;KONG Jia;CHENG Hua-fu(National Institute of Metrology,Beijing 100013,China;Hangzhou Dianzi University,Hangzhou 310018,China;No.710 R&D Institute of CSSC,Yichang 443003,China)

机构地区:[1]中国计量科学研究院,北京100029 [2]杭州电子科技大学理学院,杭州310018 [3]中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所,宜昌443003

出  处:《宇航计测技术》2023年第5期52-56,共5页Journal of Astronautic Metrology and Measurement

基  金:国家重点研发计划(2022YFF0607502)资助。

摘  要:介绍了一种利用单模激光进行泵浦的铯-氦磁强计。由于单模激光比铯元素放电灯具有更高的泵浦效率,这种铯-氦磁强计得到了比传统的放电灯铯-氦磁强计更强的磁共振信号。通过测量各试验因素中引入的磁噪声,发现激光的光功率涨落是目前磁噪声的主要来源;通过分析信噪比与光强的关系,得到了最优化的光强;通过主动光强降噪技术,在最佳试验条件下,铯-氦磁强计的噪声峰峰值可以优于0.02 nT。结果表明,通过提升激光功率的稳定性,激光泵浦式的铯-氦磁强计非常有潜力得到比质子磁强计更高的准确度,可作为恒定弱磁场计量标准的新一代主标准器。This paper describes a laser-pumped cesium-helium magnetometer(CHM).By using the single mode diode laser to get higher polarization efficiency,the stronger magnetic-resonance signal compared with the conventional lamp-pumped scheme is got.By measuring the noises from light,background field,pulse discharge and signal amplifier circuits,we find that the light power fluctuation is the dominant noise.We study the relation between signal-to-noise ratio and the light intensity,and then find out an optimal light intensity.Under the best experimental parameters,the peak-to-peak noise can superior to 0.02 nT.The results of the experiment show that by improving the stability of the light power,the laser pumped CHM has great potential to achieve a higher accuracy than proton magnetometers,can be used as a new generation of main measuring equipment for constant weak magnetic field measurement.

关 键 词:铯-氦磁强计 自旋交换碰撞 化学电离 激光泵浦 

分 类 号:O562.4[理学—原子与分子物理]

 

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