芯片化是原子磁强计设计的未来发展方向,有很多科学家在研究。近期,中国科学院武汉物理与数学研究所CPT频标组科研人员提出一种基于单束多色多偏振光与原子作用的磁强计探头设计方案,可利用芯片尺寸的微型化原子气室获取高灵敏度磁敏信号,为芯片级高精度原子磁强计设计提供了一种可行的方案。研究结果以快报形式发表在Physical Review Applied 上。


武汉物数所芯片原子磁强计研究取得进展 实现高精度


目前技术上较为成熟的芯片级原子磁强计采用双共振方案,其磁场灵敏度不高,在10pT/Hz1/2量级。传统的高精度原子磁强计采用法拉第旋光原理设计,由于需采用传播方向相互垂直的双束光与原子作用,因此难以芯片化。


武汉物数所芯片原子磁强计研究取得进展 实现高精度


高级工程师张奕等采用单束多色多偏振光与原子作用,实现了与传统法拉第旋光效应原子磁强计方案相同的作用效果,实测得到的磁场灵敏度为20fT/Hz1/2。由于该方案采用单束光替代双束光与原子作用,故可大大减小探头体积,易于实现芯片化。


该项工作受到科技部重点研发计划、自然科学基金青年基金资助。


武汉物数所芯片原子磁强计研究取得进展 实现高精度


关于磁强计


磁强计是矢量型磁敏感器。用于测定地磁场的大小与方向,即测定航天器所在处地磁场强度矢量在本体系中的分量。

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