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摘要
在各种冷原子干涉测量系统中，磁光阱（Magneto Optical Trap,MOT）、补偿及偏置磁场控制是不可或缺的关键技术，稳定、快速的磁场控制直接影响着原子冷却囚禁、干涉等过程中原子团的精密操控。设计了一套高性能的精密磁场控制系统，电路结构上通过采用精密放大器驱动的低噪声恒流源拓扑，以降低磁场驱动电流的噪声水平；控制方式上采用模拟PID+扰动抑制的控制策略，以提高磁场驱动电流的开关速度。实验室环境下测试结果表明：当磁场驱动电流输出为1 A的情况下，电流开启时间优于300μs，关断时间优于50μs,DC(0 Hz)～250 kHz频率范围内总体电流噪声优于-80 dB。最终，通过在冷原子绝对重力仪/重力梯度仪与冷原子陀螺系统中的应用测试，所设计的磁场控制模块满足了冷原子干涉系统控制需求，达到了预期效果。而且通过自主研制，解决了对商用磁场控制模块的依赖，促进了量子测量装置的装备化。
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单位华中光电技术研究所; 中国科学院大学
