铷-氙气室原子磁力仪系统磁场测量能力的标定

作者：李辉; 江敏; 朱振南; 徐文杰; 徐旻翔; 彭新华^*

来源：Acta Physica Sinica, 2019, 68(16): 148-157.

• 超极化氙
• 自由感应衰减
• 拉莫频率
• 磁场测量

本文针对微弱磁场精密测量问题,在自主研制的铷-氙气室原子磁力仪系统上,探讨了两种磁场测量的方式,分别实现了对交流磁场与静磁场的测量,并对它们的磁场测量能力进行了实验标定.交流磁场测量原理是基于测量外磁场对87Rb原子极化的影响,实验标定结果为在2100 Hz频率范围内磁场测量的灵敏度约为1.5 pT/Hz1/2,带宽约为2.8 kHz;静磁场测量原理是基于测量铷-氙气室内超极化129Xe的拉莫进动频率,实验上首先测得超极化129Xe的横向、纵向弛豫时间分别约为20.6和21.5 s,然后通过标定给出静磁场测量精度约为9.4 pT,测量范围超过50μT.相比无自旋交换弛豫原子磁力仪,该磁力仪在同一体系内实现了交流磁场与静磁场的测量,且交流磁场测量具有更大的带宽,静磁场测量可在地磁场下正常工作,将有望应用于地磁测量、基础物理等方面的研究.

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院