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首页> 中文期刊> 《光谱学与光谱分析》 >基于光偏振旋转效应的碱金属气室原子极化率测量方法及影响因素分析

基于光偏振旋转效应的碱金属气室原子极化率测量方法及影响因素分析

         
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摘要

利用原子自旋效应能够实现超高灵敏度的惯性和磁场测量.一类操控原子自旋处于无自旋交换弛豫态的器件可以进行物理参数测量.碱金属气室为该类器件的敏感表头.碱金属原子密度与原子极化率是碱金属气室的重要参数 ,对研究原子自旋处于无自旋交换弛豫态有着重要的作用.光的偏振效应在量子计算和原子物理研究中发挥了重要作用.利用光的偏振效应能够实现对碱金属原子密度与原子极化率的检测.提出一种基于光偏振旋转效应的碱金属原子极化率测量方法.首先对碱金属气室加恒定磁场 ,利用激光作为检测光 ,根据光偏振旋转原理 ,检测通过气室的偏振光的法拉第旋转角 ,得到碱金属气室原子密度.然后将碱金属原子抽运 ,利用激光作为检测光 ,检测通过气室的偏振光的偏转角 ,得到碱金属原子极化率.该方法在测量原子极化率的过程中也测量了碱金属原子密度 ,实现利用一套系统测量两个重要参数 ,具有快速测量和高灵敏度等特点 ,简化了实验设备及过程.对两种偏转角进行仿真分析 ,得到该方法实验时检测激光波长变化对偏转角的影响 ,根据仿真图得到检测激光波长的可取范围 ,验证了该方法的可行性.最后分析激光器波长波动与磁场波动对其测量精度的影响 ,提出实验对激光器与磁场的要求.%High sensitivity measurements of inertia and magnetic field could be achieved by utilizing a category of devices ,which manipulate the atomic spins in the spin-exchange-relaxation-free regime .The alkali cell which contains the alkali metal vapor is used to sense magnetic field and inertia .The atomic number density of alkali vapor and the polarization of alkali metal vapor are two of the most important parameters of the cell .They play an important role in the research on atomic spins in the spin-ex-change-relaxation-free regime .Besides ,optical polarization plays an important role in quantum computing and atomic physics . We propose a measurement of alkali vapor polarization and alkali number density by detecting the optical rotation in one system . This method simplifies existing experimental equipment and processes .A constant bias magnetic field is applied and the Faraday rotation angle is detected by a bunch of the probe beam to deduce alkali-metal density .Then the magnetic field is closed and a bunch of the pump laser is utilized to polarize alkali-metal .Again ,the probe beam is utilized to obtain the polarization of alkali metal .T he alkali density obtained at first is used to deduce the polarization .T his paper applies a numerical method to analyze the Faraday rotation and the polarization rotation .According to the numerical method ,the optimal wavelength for the experiment is given .Finally ,the fluctuation of magnetic field and wavelength on signal analysis are analyzed .

著录项

  • 来源
    《光谱学与光谱分析》 |2016年第2期|305-309|共5页
  • 作者

    尚慧宁; 全伟; 陈瑶; 李洋; 李红;

  • 作者单位

    北京航空航天大学"惯性技术"重点实验室 ,"新型惯性仪表与导航系统技术"国防重点学科实验室 ,北京 100191;

    北京航空航天大学"惯性技术"重点实验室 ,"新型惯性仪表与导航系统技术"国防重点学科实验室 ,北京 100191;

    北京航空航天大学"惯性技术"重点实验室 ,"新型惯性仪表与导航系统技术"国防重点学科实验室 ,北京 100191;

    北京航空航天大学"惯性技术"重点实验室 ,"新型惯性仪表与导航系统技术"国防重点学科实验室 ,北京 100191;

    北京航空航天大学"惯性技术"重点实验室 ,"新型惯性仪表与导航系统技术"国防重点学科实验室 ,北京 100191;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 物理光学仪器;
  • 关键词

    原子密度; 原子极化率; 光旋角;

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