自激式激光泵浦铯原子磁力仪的研究

发布时间：2020-11-10 21:31

　　 自激式光泵磁力仪的概念和模型在上个世纪就已经存在。在国外,这种磁力仪的技术已经非常发达。自激式光泵磁力仪已经广泛应用于地质勘探和航磁测量等领域。近年来,我国对自激式光泵磁力仪的研究也取得了一些进展。但是,目前国内还没有跟国外一样的性能好的商品化仪器。本文对自激式光泵磁力仪进行了研究。自激式光泵磁力仪是光泵磁力仪的一种。和跟踪式光泵磁力仪相比,它具有响应速度快的优势。本文介绍了自激式光泵磁力仪的背景、原理,并且根据原子磁矩的模型,详细阐述了自激式光泵磁力仪中磁场、射频信号与光信号之间的相位关系。在射频信号作为参考的条件下,对光信号进行锁放,发现在光信号和射频信号之间的相移误差70°以内时,仍然可以产生自激振荡。本文在制作了自激振荡电路之后在实验室搭建了自激式铯原子激光泵浦磁力仪的系统,并且实现了光泵磁力仪的自激振荡。测试结果表明,采用本文设计的自激式光泵磁力仪测量弱磁场,灵敏度可达l0pT/(?)。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH763.1
【部分图文】：

．上图是成都台监测到的地磁Ｚ分量的几组数据对比，其中，（ａ）和（ｄ）分??别表示２０１２年和２００８年毎小时Ｚ分量一阶差分最大值时序；（ｂ）和（ｅ）分别??表示２０１２年和２００８年每小时Ｚ分量一阶差分最小值时序；（ｃ）和Ｃｆ）分别表??示２０１２年和２００８年毎天Ｚ分量超过阈值数折合比值；图中红色虚线表示２００８??［３］

?月份?月份??图１．１成都台在２００８年和２０１２年内地磁Ｚ分量的几组数据对比Ｗ??上图是成都台监测到的地磁Ｚ分量的几组数据对比，其中，（ａ）和（ｄ）分??别表示２０１２年和２００８年毎小时Ｚ分量一阶差分最大值时序；（ｂ）和（ｅ）分别??表示２０１２年和２００８年每小时Ｚ分量一阶差分最小值时序；（ｃ）和Ｃｆ）分别表??示２０１２年和２００８年毎天Ｚ分量超过阈值数折合比值；图中红色虚线表示２００８??年５月１２日汶川８．０级地震发生的时刻［３］。可以从图１．１中看出，地磁信号在??１??

可以利用磁力仪来探测考古对象的规模［ｓ］。把Ａ，?Ｂ，Ｃ三个北宋时期的青釉瓷片??放置在一片地形平坦，背景磁场较为平稳的农田来进行模拟。用磁法探测得到的??结果如图１．３所示，其中ａ是磁背景场；ｂ是探测高度为０．３?ｍ的磁场等值线；??ｃ是探测高度为０．５?ｍ的磁场等值线；ｄ是磁场梯度等值线。从图１．３中可以看??出３个瓷片位置上呈现３个似等轴状的磁场高值异常闭合圈；极大值点分别与瓷??片中心位置对应，磁场梯度值越接近模拟体变化越大［９］。??卜?ＨＩ?Ｍ?ＵＳ?２？?２?６?１０?Ｕ?１８??：封麵：陽通??２?＜？?１０?１４?１８?２２?２?ｒ，?【ｔｉ?Ｈ?ｉｓ?”??？?ｂ??＿＿??＼）ｆ．?ｄ＾：＾ｒ４：??Ｚ?（？?ｔｏ?Ｎ?１８?２２?２ｆｔ?ｓｏ?ｉ－４?ｉｓ?：２??ｃ?０?２?４ｉｎ?ｄ??图１．?３瓷片模拟磁测综合平面等值线ｉ９］??磁力仪在医学上有广泛应用，可以用于测量心磁和肺磁等。１９６３年的第一??次心磁测量使用了放置在胸部的两个线圈来补偿背景磁场，并成功观测到了相对??嘈杂的心磁信号，之后的研究使用了磁屏蔽室来减少背景，并使用了一个更小的??线圈和更好的电子设备，心磁信号的噪声确实变小了但是使用一个有固有噪声的??线圈使得这项研究停滯不前。直到超导量子干涉磁力仪出现之后，超导量子干涉??磁力仪结合磁屏蔽室来测量心磁信号开始被用于临床上
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本文编号：2878360