原子磁强计的检测光频率测量及稳定方法研究开题报告
2021-03-11 00:23:47
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1 研究的意义
量子传感的理论基础是20世纪初科学家在研究微观世界中粒子的运动规律所建立起来的量子力学,量子传感利用原子操控和原子传感的相关技术来实现超高精密的传感和测量工作,随着研究的深入,其相关研究成果正逐步进入应用阶段。过去的几十年里,在实现超高灵敏度磁场测量领域,超导量子干涉仪已经成为磁场测量最有效的手段,在没有进行超导屏蔽的情况下其设备测量精度已逼近1ft/hz1/2,而近年来原子磁强计的发展已呈现出超越超导量子干涉仪的趋势,并且其具有不可比拟的优势在于测量过程不需要受低温工作环境的限制,原子磁强计的进一步发展需要在原子自旋极化的精密操控和参数优化,特别是在原子自旋进动的高精度检测等关键理论和技术上取得突破,由于检测光频率与原子磁强计测量的传递函数直接相关,故处于原子共振吸收峰远失谐点的检测光频率稳定对于提升原子磁强计的系统灵敏度与稳定性至关重要 。因此,本课题以提高原子磁强计系统灵敏度和稳定性为目标,拟针对高灵敏度原子自旋进动检测系统中远失谐点检测激光的频率测量及稳定方法开展相关研究,通过理论仿真分析结合实验验证实现检测光的频率在线测量和闭环稳定控制,完成课题研究目标。
1.2 研究现状
2. 研究的基本内容与方案
2.1 研究目标
本课题的研究目标是实现基于电光调制的serf原子磁强计检测光频率测量及稳定。首先,通过分析原子自旋进动检测机理,建立基于电光调制的原子自旋进动检测方法理论模型。利用电光晶体电光效应和碱金属气室色散效应,实现基于电光调制检测系统的大失谐检测激光波长在线测量与频率闭环稳定[8]。而后搭建基于电光调制的原子自旋进动检测实验系统,验证检测激光频率闭环稳定效果,提高检测系统信噪比和灵敏度。
2.2 研究内容
3. 研究计划与安排
第1-2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需的相关知识。确定方案,完成开题报告。
第3-7周: serf原子自旋进动检测系统机理分析及建模,以及完成英文文献翻译。
第8-11周:完成系统设计。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] scottjeffrey seltzer. developments in alkali-metal atomic magnetometry[d]. newjersey: princeton university, 2008.
[2] colombo a. p., carter t. r., borna a.,et al. four-channeloptically pumped atomic magnetometer for magnetoencephalography[j]. optics express, 2016, 24(14),15403-15416.
[3] 陈超, 张剑, 刘新元等. 原子饱和吸收谱谐波稳频短期稳定度研究[j]. 光学学报, 2004, 24(12): 1649-1652.