基于原子荧光效应的碱金属气室最佳淬灭气体压强测量方法技术

技术编号:45536455 阅读:16 留言:0更新日期:2025-06-13 17:37
基于原子荧光效应的碱金属气室最佳淬灭气体压强测量方法,属于量子精密测量技术领域,通过在基于原子自旋超高灵敏度磁场测量装置中对碱金属气室原子加热与屏蔽处理,利用圆偏振光对碱金属原子进行抽运,使其达到SERF状态。利用淬灭气体吸收碱金属原子自发辐射的光子,抑制光子再次吸收引起的频率展宽,同时通过检测不同气压气室对应的装置输出响应,找到最大的输出信号,确定淬灭气体的最佳含量,荧光强度减小表明淬灭气体已有效吸收光子。本发明专利技术通过确定最佳淬灭气体压强,减小自旋破坏碰撞弛豫,提高系统的弛豫时间,有效改善磁场测量装置的灵敏度与整体性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子精密测量,特别是一种基于原子荧光效应的碱金属气室最佳淬灭气体压强测量方法,利用淬灭气体吸收碱金属原子自发辐射的光子,通过检测荧光强度和不同淬灭气体气压气室对应的装置输出响应,减小自旋破坏碰撞弛豫,提高系统的弛豫时间,从而确定原子磁场测量装置中碱金属原子气室内的最佳淬灭气体压强,提升装置的灵敏度与整体性能,适用于基于原子自旋磁场和惯性测量系统。


技术介绍

1、随着量子精密测量领域新理论以及新技术的提出与发展,基于量子效应的各种精密测量仪器设备正不断突破传统仪器仪表的测量极限。其中基于serf效应的原子自旋磁场测量装置有着超高精度和灵敏度的测量水平(serf,spin-exchange relaxation-free,无自旋交换弛豫),在前沿基础物理研究中能够发挥重大的作用,对我国科技发展具有重大意义。

2、在serf原子自旋磁场测量装置中,碱金属原子气室作为敏感元件其原子极化率决定了装置的灵敏度,增加碱金属原子的自旋相干时间是提升装置灵敏度的重要手段之一,而影响自旋弛豫的因素包含自旋交换碰撞弛豫、自旋破坏碰撞弛豫、泡壁碰撞弛豫以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于原子荧光效应的碱金属气室最佳淬灭气体压强测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于原子荧光效应的碱金属气室最佳淬灭气体压强测量方法,其特征在于,步骤7中所确定的碱金属气室最佳淬灭气体压强能够避免因淬灭气体过量而增加自旋破坏碰撞弛豫,同时避免因淬灭气体不足而导致碱金属原子的极化率减小。

3.根据权利要求1所述的基于原子荧光效应的碱金属气室最佳淬灭气体压强测量方法,其特征在于,步骤1中碱金属原子气室中的碱金属原子是纯钾、纯铷或者钾铷混合原子,所述碱金属原子气室中充有缓冲气体氦气和淬灭气体氮气,其中缓冲气体和淬灭气体的压强在充制气室时已确...

【技术特征摘要】

1.基于原子荧光效应的碱金属气室最佳淬灭气体压强测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于原子荧光效应的碱金属气室最佳淬灭气体压强测量方法,其特征在于,步骤7中所确定的碱金属气室最佳淬灭气体压强能够避免因淬灭气体过量而增加自旋破坏碰撞弛豫,同时避免因淬灭气体不足而导致碱金属原子的极化率减小。

3.根据权利要求1所述的基于原子荧光效应的碱金属气室最佳淬灭气体压强测量方法,其特征在于,步骤1中碱金属原子气室中的碱金属原子是纯钾、纯铷或者钾铷混合原子,所述碱金属原子气室中充有缓冲气体氦气和淬灭气体氮气,其中缓冲气体和淬灭气体的压强在充制气室时已确定,第一碱金属原子气室至第五碱金属原子气室的淬灭气体压强分别是40torr、45torr、50torr、55torr和60torr,并且各碱金属原子气室中的碱金属原子密度保持一致。

4.根据权利要求1所述的基于原子荧光效应的碱金属气室最佳淬灭气体压强测量方法,其特征在于,步骤4中包括:若检测到荧光强度增加则表明淬灭气体不足,若检测到荧光强度减小则表明淬灭气体已有效吸收光子,淬灭气体通过吸收碱金属原子自发辐射跃迁释放的光子以避免光子被碱金属原子重新吸收而降低抽运效率,从而避免降低磁场测量输出响应信号强度,若检测不到荧光强度则表明存在过量的淬灭气体将带来自旋破坏碰撞弛豫的增加而降低磁场测量...

【专利技术属性】
技术研发人员:房秀杰徐鑫马丹跃陆吉玺王发明张雅琦
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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