基于无自旋交换驰豫的原子微弱磁场传感器的基础研究

本项目研究基于无自旋交换驰豫的原子微弱磁场传感器的机理和特性。理论上研究在原子的光泵和驰豫过程中，原子极化和光场、磁场之间的关系，得出原子在高密度环境下的自旋交换碰撞特征，探究原子处在无自旋交换驰豫下的条件和机理，研究原子自旋交换碰撞与磁共振线的频移、展宽之间的关联。实验上利用一束半导体激光器产生的相干光极化原子，研究其电子自旋已被极化的原子在磁场中的进动，探测原子在外加磁场下对光子的吸收特性，从而得出微弱磁场的大小，同时分析出透过原子的激光光强随外加磁场变化的函数关系。利用锁相放大器探测到当静磁场非常接近零点时的磁场噪声谱，从而得到微弱磁场传感器的灵敏度。进一步分析入射激光的光强、光斑大小和信噪比之间的关系，研究如何通过提高原子密度，增加原子驰豫时间来提高原子磁场传感器的灵敏度。.本项目的研究将深化对原子与电磁场相互作用的认识，提供一种新的探测微弱磁场的方法和手段。