Bell-Bloom 光泵自由感应衰减碱金属原子磁力计中航向误差的抑制

原子磁力计的航向误差是指测量结果对传感器相对于外部磁场方向的依赖性。这种误差有三个主要来源：光移频效应、线性核自旋 Zeeman 效应和非线性 Zeeman 效应。在这项工作中，我们通过使用 Bell-Bloom 光泵方法抑制了前两种效应，并在泵浦光束关闭时探测原子信号，同时重点关注当传感器在地磁场范围内运行时由非线性 Zeeman 效应引起的航向误差。我们展示了使用单个磁力计或共磁力计在 1 nT 以内抑制这种残余航向误差的几种方案。在磁力计系统中，开发了两种方案来分别在空间或时间上平均掉水平原子极化。在共磁力计系统中，我们结合两种不同碱金属原子同时测量的 Larmor 频率，以抑制航向误差或提取泵浦光束相对于偏置磁场的方向。