导读:本文包含了原子磁力仪论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:超极化氙,自由感应衰减,拉莫频率,磁场测量
原子磁力仪论文文献综述
李辉,江敏,朱振南,徐文杰,徐旻翔[1]（2019）在《铷-氙气室原子磁力仪系统磁场测量能力的标定》一文中研究指出本文针对微弱磁场精密测量问题,在自主研制的铷-氙气室原子磁力仪系统上,探讨了两种磁场测量的方式,分别实现了对交流磁场与静磁场的测量,并对它们的磁场测量能力进行了实验标定.交流磁场测量原理是基于测量外磁场对~(87)Rb原子极化的影响,实验标定结果为在2100 Hz频率范围内磁场测量的灵敏度约为1.5 pT/Hz~(1/2),带宽约为2.8 kHz;静磁场测量原理是基于测量铷-氙气室内超极化~(129)Xe的拉莫进动频率,实验上首先测得超极化~(129)Xe的横向、纵向弛豫时间分别约为20.6和21.5 s,然后通过标定给出静磁场测量精度约为9.4 pT,测量范围超过50μT.相比无自旋交换弛豫原子磁力仪,该磁力仪在同一体系内实现了交流磁场与静磁场的测量,且交流磁场测量具有更大的带宽,静磁场测量可在地磁场下正常工作,将有望应用于地磁测量、基础物理等方面的研究.(本文来源于《物理学报》期刊2019年16期）
陈立杰,黄光明,杨国卿[2]（2019）在《高稳定激光原子磁力仪恒流源电路设计》一文中研究指出针对用于原子磁力仪的895 nm VCSEL激光器,提出了一种电路结构简单,高稳定性的压控恒流源电路。此电路使用了一种巧妙的精密恒流源电路与一种常见的压控微电流源电路相并联,在保证高稳定性和一定精度的基础上,实现了低成本、小体积和低功耗。通过实验检测表明,恒流源的稳定性优于10~(-6)A(最大波动0.35μA),电流步进连续可调,电路面积为4.5 cm×4.5 cm,最大功耗为468 mW,能够很好地满足小型激光泵浦的原子磁力仪对激光器的控制要求。(本文来源于《激光与红外》期刊2019年08期）
张雪[3]（2019）在《全光学原子磁力仪无自旋交换弛豫机制影响因子仿真与优化》一文中研究指出无自旋交换弛豫(SERF)原子磁力仪因消除了自旋交换碰撞产生的磁共振线宽中自旋交换增宽成分,提升了碱金属原子之间的相干性而具有超高灵敏度,结合原位、梯度、张量测量方法,可应用于矿物勘探、地磁测绘、海洋调查等多个地球物理探测领域。目前,对原子磁力仪无自旋交换弛豫机制的影响因素、其对SERF机制的作用过程、以及其调控手段等并未出现系统有序的分析和论证。因此,本文根据不同领域的探测需求,研究通过改变施加调制磁场的形式进行单轴、双轴、叁轴磁场分量解调;通过研究碱金属原子相干自旋状态,即无自旋交换弛豫机制的形成机理及外部限定条件,开发碱金属原子的实验调控和监测手段;通过仿真无自旋交换弛豫机制的外部表现特性由影响因子决定的变化过程,确定实验操作的最优条件。基于无自旋交换弛豫机制的核心重要性,本文深入研究了各种磁场形式的布洛赫方程解析解及无自旋交换弛豫机制,对碱金属原子自旋相干状态的影响因子进行仿真和优化,为构建无自旋交换弛豫原子磁力仪,并实现其超高灵敏度提供理论支撑和仿真验证。首先深入分析对应不同形式磁场的布洛赫方程解析解:简要介绍了原子磁力仪的基本原理,从碱金属原子的能级结构、光泵浦过程、宏观磁矩的拉莫尔进动过程、光探测过程等方面介绍利用原子自旋的量子行为及动力学行为获得磁场有用信息的过程;接着从布洛赫方程的解析解入手,采用建立数学模型的方法对原子磁力仪几种不同的操作模型进行数理介绍和论证;最后引入原子自旋对不同形式磁场的响应,从数理解析、原子行为两方面得到原子系统的响应模型并给出合理解释.研究了无自旋交换弛豫机制的形成机制与表现特性:首先分析了几种导致磁共振线宽的不同弛豫类型包括自旋交换弛豫、自旋破坏弛豫、与气室壁的碰撞弛豫等,及其外部决定因素,利用密度矩阵与微扰论方法分析自旋交换碰撞速率对自旋交换增宽和进动频率的影响,并对无自旋交换弛豫机制的外部表现特性—磁共振线宽和拉莫尔进动频率,及其相互之间的关系进行分析,为提出一种监测原子状态的方法提供有力理论支撑;对无自旋交换弛豫机制影响因子进行仿真与优化:首先介绍了影响无自旋交换弛豫机制的核心变量—温度、磁场、极化率,然后分析了叁种作用因子对磁共振线宽或拉莫尔进动频率的影响,采用Matlab数值仿真了:(1)极化率在气室中的衰减过程、极化率与信噪比的关系、极化率与旋磁比的关系等,得到极化率的最优控制状态;(2)温度与自旋交换增宽、自旋破坏增宽、总磁共振线宽之间的关系,得到线宽最窄时的最优温度;(3)温度对旋磁比的影响,为监测碱金属原子状态的新方法提供有效验证;(4)磁场对自旋交换增宽和旋磁比的双重作用,为碱金属原子磁力仪在不同平台的应用提供了有力依据;(5)磁场、极化率、温度的综合作用,追寻碱金属原子工作的最优状态,为优化原子磁力仪性能提供理论支撑.最后进行了影响因子的实验验证与系统灵敏度测试:首先对无自旋交换弛豫机制的影响因子进行实验验证,分别得到磁场、温度对自旋交换增宽和衰减旋磁比的影响曲线以及磁场、极化率对旋磁比的影响曲线,实验结果与理论分析、数值仿真结果均十分吻合。接着,基于无自旋交换弛豫机制的特性分析,提出一种可实时监测碱金属原子状态的方法,采用测量旋磁比的方法代替长时间磁共振曲线线宽测量,可快速确定原子状态,避免产生漂移误差,提高测量精度。利用衰减振荡曲线,得出暂态部分的振荡频率,拟合磁场-振荡频率关系曲线,其斜率便为此温度条件下的旋磁比。与仿真曲线对比,在温度差异允许范围内,结果与理论、仿真均十分吻合。最后,测出184℃时的磁共振曲线,得到磁共振线宽为25 Hz,自旋交换弛豫增宽基本已被消除,并得到了系统的噪声灵敏度为10(?)。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
毛惊涛,黄光明[4]（2019）在《原子磁力仪温控电路的优化设计及评估方法》一文中研究指出针对原子磁力仪中垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)的波长易受环境因素(温度)影响的问题设计了一套温度控制系统。其具有控制精度高、响应快速、集成度高等优点,并通过电子学和光学两种方案的对比实验对该系统的可靠性进行了实验评估。该系统由电源控制电路和芯片控制电路两部分组成,通过对VCSEL激光器自带的半导体制冷片(TEC)的工作电流进行控制,实现对激光器工作温度的精确控制,从而稳定激光器的波长,使磁力仪正常工作。通过光学和电子学对比试验表明,长时间温度漂移低于0. 003℃,长时间VCSEL波长变化量小于0. 14 pm,温度步进连续可调,能够满足原子激光磁力仪对激光的控制要求。(本文来源于《激光杂志》期刊2019年09期）
李辉[5]（2019）在《基于铷—氙气室原子磁力仪装置的磁场测量研究》一文中研究指出磁场广泛存在于自然界中,对于微弱磁场的精密测量不仅应用广泛,还推动多个研究领域的进步与发展。随着量子调控与光电检测技术的快速发展,利用原子自旋进行超灵敏磁场探测的实验装置研究已成为热点。其中,无自旋交换弛豫(Spin Exchange Relaxation Free,SERF)碱金属原子磁力仪成为目前灵敏度最高的磁场测量装置,已实现的灵敏度达到0.16 fT/(?),但受限于其工作条件与磁场测量的特点,其使用范围有限。对不同类型原子磁力仪磁场测量能力的研究有助于满足不同的磁场测量要求。本文针对微弱磁场精密测量问题,参与自主搭建了铷-氙气室原子磁力仪实验装置,并对其基本特点展开研究,内容包括以下两个方面:1)实验装置基本参数测试。通过实验定标给出数据采集卡四通道噪声水平、屏蔽筒装置内匀场与脉冲线圈的线圈系数定标值、129Xe的π/2脉冲施加方法及其旋磁比,并通过实验测量给出超极化129Xe的横向与纵向弛豫时间分别约为20.6 s与21.5 s,对装置后期实验方案的设计、评估与实施具有重要的参考作用。2)实验装置磁场测量能力标定。实验标定了铷-氙气室原子磁力仪两种磁场测量方式的磁场测量能力。第一种是通过测量外磁场对87Rb原子极化的影响来测量磁场,实验标定结果给出在2100 Hz频率范围内交流磁场测量的灵敏度约为1.5 pT/(?),带宽约为2.8 kHz。第二种则是通过测量铷-氙气室内超极化129Xe的拉莫进动频率来测量外磁场,实验标定结果给出静磁场与超低频交流磁场测量能力:静磁场测量精度约为9.4 pT,测量范围超过50 μT;超低频交流磁场测量的频率上限为3.93 mHz,在频率为1 mHz和2 mHz的位置,磁场测量极限为0.392 nT与0.474 nT,频率分辨率值分别低于0.026 mHz与0.039 mHz。铷-氙气室原子磁力仪实现了对静磁场、超低频交流磁场与较高频(相比SERF原子磁力仪带宽)交流磁场的测量,具有与SERF碱金属原子磁力仪不同的磁场测量特点,具有广泛的应用前景。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
温开旭[6]（2019）在《铯光泵原子磁力仪自激反馈回路研究》一文中研究指出磁场是一种既看不见又摸不着而又在我们的生活中无处不在的特殊物质,也影响改变着我们的生活,因此各国研究团队对磁场的精密测量方法展开了深入的研究。原子磁力仪凭借其高灵敏度的特点成为当前国内外各研究团队的重点。原子磁力仪中的光泵磁力仪凭借其体积小,灵敏度高的特点应用广泛,近年来得到快速发展与研究。我国虽然研究起步晚,但是经过多年的研究也取得了一定的成果,缩短了与发达国家的差距。但是对于自激振荡式的光泵磁力仪,我国各研究团队研究较少,研究成果与国外相比有一定差距。在自激式光泵原子磁力仪中自激反馈回路是其最关键的部位之一。整个反馈回路由射频线圈激励源,光电转化电路和信号放大移相反馈电路构成,其中线圈激励源需要在大频率范围内为射频线圈提供稳定的能量,信号放大移相反馈电路同样需要在宽的信号频率范围内对输入信号的相位提供稳定的90°相位延迟。但是目前国内相关研究较少,相关研究中的反馈移相回路移相精度不高、稳定性不好、反馈系统过于复杂不利于调试且成本高昂。因此本文以自激式铯光泵原子磁力仪为研究对象,研究一种由低成本,高稳定性的射频线圈激励源和宽工作频率的信号放大移相反馈回路构成的自激式铯光泵磁力仪。本研究中主要以铯原子为自激式磁力仪工作物质,从对光泵磁力仪基本物理原理研究入手,分析研究了自激式光泵磁力仪的光学结构以及光学信号特点,完成自激式磁力仪光学系统搭建并测试。根据磁力仪中铯原子气室的规格,设计了亥姆霍兹线圈及其恒流驱动源,该驱动源在信号频率为1kHz至1MHz范围内输出电流误差不超过0.5mA;再根据自激式磁力仪中光学信号特点设计了信号放大移相反馈回路,反馈回路在信号频率20kHz至360kHz范围内信号移相最大误差不超过2.9°,在220kHz信号频率以下最小误差仅为0.07°。最后将整体反馈回路与磁力仪光学结构结合,完成整个自激式铯光泵原子磁力仪系统搭建,并对在不同磁场环境下的磁力仪系统所测得的磁共振信号频率值进行了测量和分析。(本文来源于《重庆师范大学》期刊2019-04-01）
寇军,康海霞,杨然,桑建芝,王学锋[7]（2018）在《原子磁力仪的空间应用及发展趋势》一文中研究指出在太空探索中,磁场测量为很多重要的科学研究提供了数据支撑。空间探测器和磁测卫星均多次采用原子磁力仪作为磁场测量的主载荷,原子磁力仪在空间磁场测量中发挥着不可替代的作用。回顾了用于空间磁场测量的原子磁力仪的发展历程,总结了不同种类原子磁力仪的技术特点,分析了空间应用原子磁力仪载荷的发展趋势。(本文来源于《导航与控制》期刊2018年06期）
薛洪波,王劲东,宋伟,陶然,程炳钧[8]（2018）在《具有全向性和绝对准确度的航空CPT原子磁力仪》一文中研究指出地球磁场环境下使用的标量磁力仪在空间科学探测、航空磁场测绘和地质调查、水下磁异常探测等领域应用广泛,例如,氦光泵磁力仪、铯光泵磁力仪、钾光泵磁力仪、质子旋进磁力仪和Overhauser磁力仪。基于碱金属原子的相干布居俘获量子效应(CPT,Coherent Population Trapping)的和Zeeman效应的CPT原子磁力仪(CPTM)近年来得到快速发展[1][2][3]。然而,为了提高长期测量的绝对准确度和稳定度,CPT效应原子磁力仪可以采用同时利用多个相干暗态的方法抑(本文来源于《2018年中国地球科学联合学术年会论文集（二十八）——专题56：煤炭资源与矿山地球物理、专题58：地球物理探测方法与仪器新技术》期刊2018-10-21）
董海峰,李继民[9]（2018）在《叁轴矢量原子磁力仪综述》一文中研究指出原子磁力仪可分为标量磁力仪和矢量磁力仪两大类。标量磁力仪的测量结果与传感器的姿态无关,对平台的机动不敏感。矢量磁力仪能够获得更多的磁场信息,可以实现更精确的磁源定位。目前,共有7种叁轴矢量原子磁力仪,测量方法分别为磁场扫描法、磁场旋转调制法、磁场轮流抵消法、磁场投影法、磁场交叉调制法、磁场分立调制法和自旋进动调制法。重点对上述7种叁轴矢量原子磁力仪的测量方法进行了整理和分析。(本文来源于《导航与控制》期刊2018年05期）
桑建芝,康海霞,卢向东,孙晓洁,王学锋[10]（2018）在《原子气室工作温度对CPT磁力仪品质因子的影响》一文中研究指出原子气室的工作温度是影响CPT磁力仪灵敏度的重要参数,研究表明,基于品质因子优化后的气室温度大于基于幅值优化后的气室温度。通过设计实验装置,测试多种气压原子气室工作温度与信号品质因子的变化关系,给出幅值、线宽与原子气室温度变化的关系曲线。CP实验结果表明,T与利用幅值优化后气室温度相比,品质因子优化后原子气室的最佳工作温度点可有效提高CPT磁力仪灵敏度。(本文来源于《导航与控制》期刊2018年05期）
原子磁力仪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对用于原子磁力仪的895 nm VCSEL激光器,提出了一种电路结构简单,高稳定性的压控恒流源电路。此电路使用了一种巧妙的精密恒流源电路与一种常见的压控微电流源电路相并联,在保证高稳定性和一定精度的基础上,实现了低成本、小体积和低功耗。通过实验检测表明,恒流源的稳定性优于10~(-6)A(最大波动0.35μA),电流步进连续可调,电路面积为4.5 cm×4.5 cm,最大功耗为468 mW,能够很好地满足小型激光泵浦的原子磁力仪对激光器的控制要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
原子磁力仪论文参考文献
[1].李辉,江敏,朱振南,徐文杰,徐旻翔.铷-氙气室原子磁力仪系统磁场测量能力的标定[J].物理学报.2019
[2].陈立杰,黄光明,杨国卿.高稳定激光原子磁力仪恒流源电路设计[J].激光与红外.2019
[3].张雪.全光学原子磁力仪无自旋交换弛豫机制影响因子仿真与优化[D].吉林大学.2019
[4].毛惊涛,黄光明.原子磁力仪温控电路的优化设计及评估方法[J].激光杂志.2019
[5].李辉.基于铷—氙气室原子磁力仪装置的磁场测量研究[D].中国科学技术大学.2019
[6].温开旭.铯光泵原子磁力仪自激反馈回路研究[D].重庆师范大学.2019
[7].寇军,康海霞,杨然,桑建芝,王学锋.原子磁力仪的空间应用及发展趋势[J].导航与控制.2018
[8].薛洪波,王劲东,宋伟,陶然,程炳钧.具有全向性和绝对准确度的航空CPT原子磁力仪[C].2018年中国地球科学联合学术年会论文集（二十八）——专题56：煤炭资源与矿山地球物理、专题58：地球物理探测方法与仪器新技术.2018
[9].董海峰,李继民.叁轴矢量原子磁力仪综述[J].导航与控制.2018
[10].桑建芝,康海霞,卢向东,孙晓洁,王学锋.原子气室工作温度对CPT磁力仪品质因子的影响[J].导航与控制.2018