用于碱金属蒸气磁强计的小型双平面线圈

原子自旋传感器利用紧凑的微加工封装提供精密测量，使其在市场和科研应用中均具竞争优势。此类传感器（如动态范围）的性能可通过磁场控制得到增强。本工作中，我们讨论了一种用于三维局域场控制的微型线圈设计，其通过直接放置在传感器周围实现，作为先前全局方法的一种灵活紧凑替代方案。线圈采用流函数方法设计于双平面表面，随后使用标准印刷电路技术制作。展示了其在一台灵敏度约为 20 fT/Hz$^{1/2}$ 的实验室规模光泵磁强计上的应用。我们还展示了一组尺寸为 $7 \times 17 \times 17$ mm$^3$、专门针对脑磁图优化的线圈组的性能，其中多个传感器彼此邻近工作。使用 $^{87}$Rb 自由感应谱及其他技术对磁场分布进行表征，显示在 MEMS 蒸气室目标体积内均匀性 >96%，且在距室中心 20 mm 处杂散场轮廓紧凑，约为 1%。