基于光致压窄效应的原子磁力仪灵敏度优化研究
摘要
自旋交换碰撞导致的原子相干性破坏（弛豫）是影响地磁勘探中使用的原子磁力仪灵敏度的重要因素，特别是在高温、非弱磁的情况下为主要影响因素。本文使用光致压窄（light narrowing）效应对其进行限制，通过调节泵浦光的光强与波长来提高原子的极化率，抑制自旋交换碰撞弛豫带来的磁共振线宽的展宽，进而提高磁力仪灵敏度。通过建立钾原子磁力仪理论模型，针对多种变量进行优化，分析其中的不同弛豫过程以及光致压窄效应对原子磁力仪灵敏度的提升。计算结果表明，在一般条件下对于2 cm×2 cm×2 cm的原子气室，温度为200 ℃时，将泵浦率由0 Hz提升到620 Hz，可以将磁共振响应线宽由25 kHz压窄至312 Hz，此时有最优灵敏度为0.171 fT/Hz1/2。计算结果揭示了泵浦光导致的光致展宽和自旋交换碰撞弛豫消除两种机制的竞争关系，并优化了系统参数对磁力计灵敏度的影响。
引用本文（GB/T 7714）
杨淑瑞 Shu-rui YANG, 王庆伟 Qing-wei WANG, 伏吉庆 Ji-qing FU, 等. 基于光致压窄效应的原子磁力仪灵敏度优化研究[J]. Acta Sinica Quantum Optica, 2024.
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