基于原子自由进动的光缩效应实验研究

发布时间：2024-03-23 20:28

　　在一定磁场下,自旋交换碰撞是原子磁力仪保持相干的一个主要限制因素,直接影响磁力仪能够达到的探测灵敏度。光缩效应可以对自旋交换碰撞展宽进行抑制,之前对光缩效应的观测是基于泵浦激光和射频场连续工作的方式,但会对原子共振展宽产生额外的影响。基于脉冲泵浦式原子磁力仪,通过极大限度地减小原子破坏性碰撞和外磁场空间不均匀性对共振展宽的影响,实现了对光缩效应的直接实验观测和验证。脉冲泵浦的方式有利于原子高极化度的实现,研究光缩效应对探索脉冲泵浦原子磁力仪的灵敏度极限具有重要意义。

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【部分图文】：

图1实验装置示意图

dΜdt=γB×Μ-RrelqΜ,???(9)图287Rb原子基态和第一激发态的能级简图及其在泵浦过程中产生的选择跃迁。

图287Rb原子基态和第一激发态的能级简图及其在泵浦过程中产生的选择跃迁。

图1实验装置示意图式中,M为磁化矢量,B为外加磁场,γ=γe2Ι+1,γe=2π×2.8ΜΗz/Gauss为自由电子的旋磁比,Ι=32为87Rb原子核自旋角动量量子数,q为原子自旋引起的弛豫速率阻滞因子。原子极化后,在Y方向上施加共振的射频脉冲B1,....

图3时序及单次FID信号。

为验证光缩效应,在1000nT背景磁场中,通过调节气室前端的λ/2波片改变入射的泵浦光强度,得到不同泵浦光强度下的共振线宽大小。为更直观地显示共振线宽和极化程度之间的关系,测量不同泵浦光功率下得到的FID信号强度,该强度由振荡信号的最高点来表征。在π/2脉冲激励下,信号强度与原....

图51000nT磁场中,在不同温度下,实验测得共振线宽和FID信号幅度与泵浦光强度之间的关系。

图3时序及单次FID信号。图4不同泵浦光功率下的原子磁共振谱

本文编号：3936422