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《原子磁強(qiáng)計(jì)檢測光閉環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、82傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第3期原子磁強(qiáng)計(jì)檢測光閉環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)王浩，楊照華'(1．北京航空航天大學(xué)新型慣性儀表與導(dǎo)航技術(shù)國防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，北京100191；2．北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院，北京100191)摘要：SERF態(tài)原子磁強(qiáng)計(jì)已實(shí)現(xiàn)人類歷史上最高的0．16iT／Hz的靈敏度。其檢測方法主要是法拉第調(diào)制法。但法拉第調(diào)制法中光電流攝動或環(huán)境溫度變化等干擾導(dǎo)致的檢測光強(qiáng)的起伏會造成檢測結(jié)果的不準(zhǔn)確。為抑制檢測光強(qiáng)起伏，設(shè)計(jì)了閉環(huán)原子磁
2、強(qiáng)計(jì)檢測光穩(wěn)定系統(tǒng)。在法拉第調(diào)制法的基礎(chǔ)上，增加了光路子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)對檢測光強(qiáng)進(jìn)行閉環(huán)穩(wěn)定控制。通過對隨機(jī)干擾進(jìn)行閉環(huán)控制仿真與實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證本系統(tǒng)可以有效抑制各種干擾引起的光強(qiáng)起伏，使系統(tǒng)抗干擾能力提高1．2％，從而提高原子磁強(qiáng)計(jì)的檢測精度。關(guān)鍵詞：無自旋交換弛豫；原子磁強(qiáng)計(jì)檢測；閉環(huán)控制；穩(wěn)定光強(qiáng)中圖分類號：E933．43文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-9787(2014)03--0082-03Designofclosed-loopsteadysystemforatomicmagnetometerdetectinglightWA
3、NGHao一．YANGZhao—hua'(1．FundamentalScienceonNovelInertialInstrument&NavigationSystemTechnologyLaboratory．BeihangUniversity，Beijing100191，China；2．SchoolofInstrumentationScienceandOpto．electronicsEngilleering，BeihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract：SERFatomicmagneto
4、meterhasreachedthehighestsensitivityof0．16tT／Hzinhuman’Shistory．Faradaymodulationmethodisthemainlyusedmethodforitsdetecting．Butfluctuationoflightintensityduetolightcurrentdisturbanceorenvironmenttemperaturealterationwillleadtoinaccuracyofdetectingresult．Tosolvethisprobl
5、em，closed—loopatomicmagnetometerdetectinglightstablesystemisdesigned．Addlightpathsub—systemandcontrolsub—system，onthebasisofFaradaymodulationmethodtocarryoutclosed·loopstablecontrolondetectinglightintensity．Throughclosed—loopcontrolsimulationandexperimentonrandominterfe
6、rence，verifythesystemmayeffectivelyrestrainlightintensityfluctuationcausedbyvariousdisturbances，improveanti-interferenceabilityby1．2％．thustheatomicmagnetometerdetectingprecisionisimproved．Keywords：spinexchangerelaxationfree(SERF)；atomicmagnetometerdetection；closed—loopc
7、ontrol；stablelightintensity0引言自旋磁強(qiáng)計(jì)有望實(shí)現(xiàn)10iT／Hzisj。隨著原子自旋新的物理效應(yīng)、新的操控原理與方法的原子自旋是原子磁強(qiáng)計(jì)的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，在極微弱的磁場發(fā)現(xiàn)，尤其是2002年人類開始能夠操控原子自旋實(shí)現(xiàn)無自下原子自旋會發(fā)生進(jìn)動。實(shí)驗(yàn)中，將堿金屬氣體充入玻旋交換弛豫(spinexchangerelaxationfree，SERF)態(tài)，SERF璃做成的氣室中，并將其維持在一定的溫度下使其達(dá)到態(tài)原子磁強(qiáng)計(jì)研制成功。該磁強(qiáng)計(jì)大幅超越了現(xiàn)有磁場測SERF態(tài)。SERF態(tài)下，置于磁場中的原子發(fā)生進(jìn)動，整個氣量
8、手段實(shí)現(xiàn)的靈敏度J。2002年，首次實(shí)現(xiàn)原理驗(yàn)證即已室成為旋光介質(zhì)。檢測光通過旋光介質(zhì)時(shí)會發(fā)生旋光效達(dá)到15tT／Hz的靈敏度，近10年來迅速發(fā)展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)應(yīng)，光束分解為左旋光和右旋光。由于旋光介質(zhì)對左旋光0．16fF／
