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碱金属钾原子磁力仪的研制

新闻来源:365bet体育投注在线   发布时间:2019-11-04 10:38  点击:
碱金属钾原子磁力仪的研制
考阿森
[摘要]在过去的10年中,量子超导干涉仪(SQUID)已成为最灵敏的磁力计(在液氦温度下灵敏度为1 fT /√Hz)。
然而,SQUID技术需要昂贵的冷却器和冷却器和探头,并且设备的成本很高。
此外,SQUID对环境干扰非常敏感,限制了它们的范围。
安全测试,矿物探测,磁脑医学探索等许多军事和国家经济领域的快速发展,需要新一代的磁力计,设计成本低,环境适应性强。。
在该实验中,具有较小碰撞截面的钾原子(K)用作实验探针。在无旋松弛机制(SERF)下,开发了原子碱金属磁力计K.
首先,设计了由球形玻璃池和气室恒温器组成的磁探针。
十八烷基三氯硅烷(OTS)用于涂覆细胞以消除原子与细胞内壁之间碰撞引起的扩散。
恒温外壳由氮化硼材料制成,具有优异的传热性和耐热性。使用S形加热电缆均匀涂抹导热油脂。
在放置在真空室中之后,磁探针可以通过气室通过气室,以确保磁探针机械结构的稳定性和均匀的温度稳定性。
接下来,开发了磁力计辅助电路。使用恒流源电路控制Hem Hetz线圈的电流。它具有50 ppm的低温漂和10μA的电流控制精度,可精确调节磁探针的磁场。
为了加热原子相机K并保持温度稳定性,设计了温度控制PID电路。
汇通桥用于收集气室的温度,它成为电压信号。PID和FET电路调节22 KHz信号的幅度,放大后进入功率放大器电路加热加热电缆。
在3分钟内实现从环境温度到200℃的快速温度升高,为0。
1°C控制精度
而且,为了测量在来自探头的光通过原子相机之后发生的旋转角度,来自与渥拉斯顿棱镜分离的探头的光被双光电二极管(PD)接收。
由于到达DP的探测光的光非常弱并且仅具有一个uA水平,因此OP07芯片用于构造具有可调放大率的信号处理电路。102-106次
最后,构造了泵浦光和探测光路。
为了确保输出激光器具有足够高的线性偏振光强度,单模偏振的耦合效率通过光路调整继续将光纤调谐到60%,并且消光比达到500。1
在实验中,最终获得了93的线宽。
3nT磁场响应信号,实际噪声电平为3。
7 pT / Hz 1/2
[学位授予单位]:云南大学[学位]:硕士课程[学校成绩]:2015年[分类号]:TM936
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