The invention discloses a method for atomic magnetometer atom density on-line measurement method, details are as follows: firstly, the heating gas chamber of the alkali metal atom magnetometer; and then reduce the pump power, and the direction of the Z atomic magnetometer coil applying a DC magnetic field; and then through the ZI lock-in amplifier complete atomic magnetometer Y direction sine wave sweep field and data acquisition; then using magnetic resonance linewidth Lorenz curve fitting ZI lock-in amplifier output signal and the atomic magnetometer; alkali metal atom density calculated atomic magnetometer. The method of the invention can fill the blank of the fast and effective method for measuring the density of the atom in real time without the prior art, and can provide theoretical guidance and reference for the improvement of the sensitivity of the atomic magnetometer.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术旨在提出一种适用于原子磁强计的原子密度实时在线测量方法,属于光学检测、光谱分析、密度探测
技术介绍
磁场作为基础部分广泛存在于自然界中,磁场探测装置作为一种了解自然基础的工具具有极高的研究价值。对高灵敏磁场探测装置的迫切需求促使超高灵敏原子磁强计的产生和发展。根据最新的研究进展,光抽运原子磁强计,开始展现出对极弱磁场探测的灵敏性。原子磁强计主要由四大系统组成:光源系统、磁屏蔽与磁发生系统、加热系统、以及敏感表头(碱金属气室)。由于原子磁强计具有极其广泛的潜在应用价值,因此,其俨然成为广大学者争相研究的热门课题。在这些研究中,针对碱金属气室内原子密度测定的研究涉及甚少。邹升等人提出了适用于碱金属气室加工过程中碱金属混合物比例控制的实时在线监测方法与装置。此方法和装置仅适用于加工过程粗略监测碱金属混合物的比例,无法进行精确的密度测量。目前,有关直接利用原子磁强计装置本身完成精确快速地实时在线测量碱金属气室内部的原子密度的方法,未见公开报道。
技术实现思路
专利技术目的:针对原子密度直接影响原子自旋磁强计灵敏度这一问题,本专利技术立足于原子磁强计本身,提出一种基于磁共振线宽理论的原子密度实时在线测量方法;以填补现有技术无快速有效的原子密度实时在线测量方法的空白,并可为原子磁强计灵敏度提升提供理论指导与参考。技术方案:为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:以原子磁强计 ...
【技术保护点】
一种适用于原子磁强计的原子密度实时在线测量方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)将原子磁强计的碱金属气室加热至温度T;(2)降低抽运光功率,并向原子磁强计的z方向线圈施加一个直流磁场;(3)将原子磁强计的y方向线圈与ZI锁相放大器的输出端口相连,通过ZI锁相放大器完成原子磁强计y方向的正弦波扫场和数据采集,ZI锁相放大器的输出信号记为f(x),x为正弦波扫场频率;(4)用洛伦兹曲线拟合ZI锁相放大器的输出信号和原子磁强计的磁共振线宽,拟合公式如下:f(x)=a(x-b)2+(Δυ2)2+c]]>其中:a为拟合系数,b为碱金属原子的共振频率,△υ为原子磁强计的磁共振线宽;(5)采用如下公式计算原子磁强计的碱金属原子密度:n=8πΔυσSE8KBTπM]]>式中:n为原子磁强计的碱金属原子密度,σSE为自旋交互碰撞截面积,KB为玻尔兹曼常数,M为碱金属原子的约化质量,m为碱金属原子的质量。
【技术特征摘要】
1.一种适用于原子磁强计的原子密度实时在线测量方法,其特征在于:包括如下
步骤:
(1)将原子磁强计的碱金属气室加热至温度T;
(2)降低抽运光功率,并向原子磁强计的z方向线圈施加一个直流磁场;
(3)将原子磁强计的y方向线圈与ZI锁相放大器的输出端口相连,通过ZI锁相放
大器完成原子磁强计y方向的正弦波扫场和数据采集,ZI锁相放大器的输出信号记为
f(x),x为正弦波扫场频率;
(4)用洛伦兹曲线拟合ZI锁相放大器的输出信号和原子磁强计的磁共振线宽,拟
合公式如下:
f(x)=a(x-b)2+(Δυ2)2+c]]>其中:a为拟合系数,b为碱金属原子的共振频率,△υ...
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