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用于远距离磁传感的便携式单光束原子全磁场磁力计

原子物理 2026-01-14 v1 应用物理

摘要

光泵浦原子磁力计(OPAM)在室温下提供高灵敏度,在地球磁场环境中越来越多地被考虑用于便携式磁传感。在此,我们报告了一种手持级、单光束标量 87^{87}Rb OPAM,其传感器头体积约为 110 mL。该器件在全光学 Bell-Bloom 配置下运行,并使用数字锁相、87^{87}Rb Larmor 共振的色散跟踪,通过结合内部控制硬件和商用模块的混合电子堆栈实现。单个频率调制激光束同时执行泵浦和探测,无需 RF 线圈。在无屏蔽的室内环境中,该磁力计在 80 Hz 附近的噪声底限低于 6 pT/Hz\sqrt{\mathrm{Hz}},测量带宽为 200 Hz。在无屏蔽的地球磁场部署中,我们检测到了来自受控电梯运动序列的可重复瞬态磁场特征,并量化了从 1.25 m 到 10 m 的传感器-电梯距离上的远距离可观测性。这些结果表明,紧凑的标量 OPAM 可以提供适用于在真实地磁环境中进行现场可部署磁异常检测和基础设施监测的带宽和距离分辨事件灵敏度。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.08716,
  title  = {Portable Single-Beam Atomic Total-Field Magnetometer for Stand-off Magnetic Sensing},
  author = {Heonsik Lee and Hyunbeen Lee and Minseok Choi and Yoontae Hwang and Deok-Young Lee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.08716},
  year   = {2026}
}

备注

10 pages, 8 figures