采用反抽运光改善光泵铷原子磁强计的灵敏度

作者：张露露; 白乐乐; 杨煜林; 杨永彪; 王彦华; 温馨; 何军; 王军民^*

来源：Acta Physica Sinica, 2021, 70(23): 186-196.

• 光泵铷原子磁强计
• 磁共振信号线宽
• 信噪比
• 反抽运光
• 磁通门磁强计校准

在光泵原子磁强计的实验装置中,窄线宽及高信噪比的磁共振信号是实现高灵敏度磁强计的充要条件.本文的实验中利用795 nm波长窄线宽单频连续极化光(同时也是探测光)对比研究了不同类型铷原子气室、不同温度下典型的磁共振信号,在镀石蜡的铷原子气室中获得最优化的磁共振信号.通过引入铷原子D2线780 nm波长窄线宽单频连续反抽运光,研究了激光功率对磁共振信号信噪比和线宽的影响.实验表明, 780 nm波长窄线宽单频连续反抽运光的引入使得铷-85原子磁共振信号的信号幅值有明显提高并且线宽没有明显展宽.引入780 nm波长窄线宽单频连续反抽运光后,闭环锁定的铷-85原子磁强计在约1.2 kHz频率带宽范围内灵敏度约为26.4 pT/Hz1/2,相比仅有795 nm波长窄线宽单频连续极化光(同时也是探测光)存在时提高了近1个数量级.同时本实验利用增强后的铷原子磁共振信号对一种商用的磁通门磁强计在弱磁场测量时的准确度和偏差进行了校准.

• 单位
  清华大学; 量子光学与光量子器件国家重点实验室; 山西大学; 电子工程学院