一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法，它包括下述步骤：步骤一：核自旋进动产生磁场；步骤二：电子自旋构造原子磁强计检测核自旋进动磁场；步骤三：反演核自旋进动信息。本发明专利技术的有益效果在于：一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法，其主要优势在于核自旋进动产生磁场，能够被电子自旋感受而引起电子自旋进动。因此，可以通过电子自旋构造原子磁强计，测量核自旋的进动磁场从而得到核自旋的进动频率信息。同时，在核磁共振陀螺中，电子自旋与核自旋被混合于同一个原子气室内，电子自旋与核自旋的耦合会使电子自旋感受到的核自旋进动磁场增强，从而提高对核自旋进动频率信息的检测能力。

A highly sensitive nuclear spin precession detection method based on electron spin

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法
本专利技术属于原子陀螺领域原子自旋进动检测方法，具体涉及一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法。
技术介绍
核磁共振陀螺基于原子操控技术的前沿研究进展，具有高精度、小体积等综合优势，是未来高精度、微小型陀螺技术的主要发展方向之一。角运动信息的获取，需要在载体系中对核自旋进动进行精密测量。由于采用光场直接极化核自旋相对困难，检测激光直接与核自旋相互作用以提取进动信息较为困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法，它能够解决现有技术的缺陷。本专利技术的技术方案如下：一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法，它包括下述步骤：步骤一：核自旋进动产生磁场；步骤二：电子自旋构造原子磁强计检测核自旋进动磁场；步骤三：反演核自旋进动信息。所述的步骤一包括一束驱动激光垂直射入原子气室的一个面，定义其入射方向为Z轴正向，用于极化碱金属原子的电子自旋，将光子角动量传递给电子自旋，使电子自旋的极化率达到P，极化的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法，其特征在于：它包括下述步骤：/n步骤一：核自旋进动产生磁场；/n步骤二：电子自旋构造原子磁强计检测核自旋进动磁场；/n步骤三：反演核自旋进动信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法，其特征在于：它包括下述步骤：
步骤一：核自旋进动产生磁场；
步骤二：电子自旋构造原子磁强计检测核自旋进动磁场；
步骤三：反演核自旋进动信息。


2.如权利要求1所述的一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法，其特征在于：所述的步骤一包括一束驱动激光垂直射入原子气室的一个面，定义其入射方向为Z轴正向，用于极化碱金属原子的电子自旋，将光子角动量传递给电子自旋，使电子自旋的极化率达到P，极化的电子自旋将角动量传递给核自旋，实现惰性气体核自旋的极化，极化率达到Pn，惰性气体核自旋被极化后具有宏观指向，产生磁矩，电子自旋与核自旋被混合于同一个原子气室内，电子自旋与核自旋的耦合会使电子自旋感受到的核自旋进动磁场增强，碱金属电子自旋感受到的核自旋进动磁场强度为：



式中，κ0为自旋交换增大系数，μ0为真空磁导率，常数；M为核自旋磁化强度，μXe为核子磁矩，nXe为惰性气体原子密度，Pn为核自旋极化率。


3.如权利要求1所述的一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法，其特征在于：所述的步骤二包括一束检测激光从驱动激光入射面的邻面垂直入射原子气室，定义其入射方向为X轴正向；根据右手法则定义Y轴正向，建立XYZ直角坐标系，核自旋进动磁场在Y轴上投影By为



式中，ω为核自旋进动频率，待测量；θ为核自旋进动张开的角度，为已知量；t为时间，电子自旋构造的原子磁强计检测核自旋进动磁场在Y轴上投影By。


4.如权利要求3所述的一种基于电子自旋的高灵敏核自旋进动检测方法，其特征在于：所述的步骤二还包括所述原子磁强计检测核自旋进动磁场的具体方式为：一束驱动激光垂直射入原子气室的一个面，用于极化碱金属原子的电子自旋，使电子自旋的极化率达到P，具有沿Z轴的宏观指向；在Y轴方向施加磁场By使电子自旋宏观指向发生进动偏转角β，一束检测激光检测偏转角β，
所述的进动偏转角β与施...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦杰，万双爱，孙晓光，刘建丰，汤恩琼，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11