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地磁场中的本征脉冲磁梯度仪

原子物理 2021-11-25 v1

摘要

我们描述了一种新型脉冲磁梯度仪,其原理基于两个空间分离的碱金属蒸气室所产生的边带的光学干涉。这些边带是通过探测光与处于磁敏感超精细基态相干叠加的 87^{87}Rb 原子相互作用的参量频率转换高效产生的。边带之间的干涉产生一个低频拍音,其频率由两个蒸气室之间的磁场梯度决定。与传统的磁梯度仪相比,我们的方法直接读出梯度场,无需减去两个空间分离磁强计输出的中间步骤。该技术有望在远大于梯度仪带宽的频率上提供有效的共模磁场抑制。利用这一技术,我们开发了一种集成光学的紧凑型磁梯度仪传感器头,在基线为 4.44.4 cm、且处于无屏蔽地磁场的嘈杂实验室环境中工作时,灵敏度达到 25 fT/cm/Hz25 \ fT/cm/\sqrt{Hz}。我们还概述了一个理论框架,利用密度矩阵形式精确模拟边带产生过程。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.12310,
  title  = {Intrinsic Pulsed Magnetic Gradiometer in Earth's Field},
  author = {Kaleb Campbell and Ying-Ju Wang and Igor Savukov and Peter Schwindt and Yuan-Yu Jau and Vishal Shah},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.12310},
  year   = {2021}
}

备注

16 Pages