基于原子自旋自持再生方法的磁场精密测量研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-28页 |
| 1.1 磁场精密测量发展简介 | 第9-18页 |
| 1.1.1 光泵原子磁力仪基本原理 | 第12-13页 |
| 1.1.2 M_z、M_x光泵原子磁力仪 | 第13-14页 |
| 1.1.3 Bell-Bloom磁力仪 | 第14-15页 |
| 1.1.4 SERF原子磁力仪 | 第15-17页 |
| 1.1.5 CPT原子磁力仪 | 第17-18页 |
| 1.2 磁力仪的主要参数 | 第18-22页 |
| 1.2.1 其他相关特性 | 第20-22页 |
| 1.3 磁场精密测量的应用 | 第22-24页 |
| 1.3.1 空间物理 | 第22-23页 |
| 1.3.2 地磁图及地磁异常 | 第23页 |
| 1.3.3 生命科学 | 第23-24页 |
| 1.3.4 基础物理 | 第24页 |
| 1.4 本论文的主要内容 | 第24-28页 |
| 1.4.1 研究问题的提出 | 第24-25页 |
| 1.4.2 论文的工作 | 第25-26页 |
| 1.4.3 论文的创新点 | 第26-27页 |
| 1.4.4 论文的内容安排 | 第27-28页 |
| 第2章 原子自旋系统的极化与探测 | 第28-46页 |
| 2.1 光与原子的基本相互作用 | 第29-32页 |
| 2.2 自旋系统的光抽运过程 | 第32-41页 |
| 2.2.1 外磁场中自旋1/2系统的光抽运过程 | 第32-35页 |
| 2.2.2 碱金属原子的光抽运过程 | 第35-41页 |
| 2.3 光在原子中的传播 | 第41-45页 |
| 2.3.1 光受介质影响的一般方程 | 第41-42页 |
| 2.3.2 极化的自旋对光传播的影响 | 第42-45页 |
| 2.4 本章小结 | 第45-46页 |
| 第3章 长相干寿命内涂层原子气室制备 | 第46-57页 |
| 3.1 原子气室弛豫机制及抗弛豫技术 | 第47-50页 |
| 3.1.1 原子气室的主要弛豫途径 | 第47-49页 |
| 3.1.2 抗弛豫技术 | 第49-50页 |
| 3.2 内涂层原子气室制备 | 第50-52页 |
| 3.2.1 制备流程及系统 | 第50-52页 |
| 3.3 涂层性能测试方法及结果 | 第52-55页 |
| 3.3.1 超精细能级弛豫 | 第52-53页 |
| 3.3.2 电子纵向弛豫 | 第53-54页 |
| 3.3.3 原子气室相干寿命测试结果 | 第54-55页 |
| 3.4 本章小结 | 第55-57页 |
| 第4章 磁力仪测量灵敏度极限与自持再生方法 | 第57-76页 |
| 4.1 原子系统在磁场测量中的噪声极限 | 第57-64页 |
| 4.1.1 自旋投影噪声 | 第59-61页 |
| 4.1.2 光散粒噪声 | 第61-62页 |
| 4.1.3 环境磁场噪声与磁屏蔽 | 第62-63页 |
| 4.1.4 约翰逊噪声 | 第63-64页 |
| 4.2 自持再生方法 | 第64页 |
| 4.3 优于1/(?)的测量方法及优势 | 第64-66页 |
| 4.4 自持再生方法及其特点 | 第66-68页 |
| 4.5 85Rb原子自旋自持再生 | 第68-70页 |
| 4.6 相位噪声的阿伦方差分析 | 第70-74页 |
| 4.7 本章小结 | 第74-76页 |
| 第5章 自旋自持再生原子磁力仪 | 第76-102页 |
| 5.1 实验方案及系统 | 第76-89页 |
| 5.1.1 磁屏蔽与磁场线圈 | 第76-78页 |
| 5.1.2 铷原子气室 | 第78-80页 |
| 5.1.3 系统光路及控制电路 | 第80-87页 |
| 5.1.4 数据采集系统及其噪声 | 第87-89页 |
| 5.2 自旋自持再生 | 第89-91页 |
| 5.2.1 自由拉莫尔进动重复泵浦测量 | 第89-90页 |
| 5.2.2 自旋自持进动 | 第90-91页 |
| 5.3 自旋自持信号的相位及测量特性 | 第91-96页 |
| 5.3.1 时域特性 | 第91-94页 |
| 5.3.2 频域特性 | 第94-96页 |
| 5.4 自持系统长期稳定性与准确性分析 | 第96-100页 |
| 5.4.1 磁场线圈电流漂移 | 第96-98页 |
| 5.4.2 光频移与光频率/功率漂移 | 第98-99页 |
| 5.4.3 偏置电压频移及稳定性 | 第99页 |
| 5.4.4 环境磁场稳定性 | 第99-100页 |
| 5.5 自持系统快速启动与响应 | 第100-101页 |
| 5.6 本章小结 | 第101-102页 |
| 第6章 自持再生梯度测量 | 第102-116页 |
| 6.1 梯度实验系统 | 第102-108页 |
| 6.2 自持梯度仪性能测试 | 第108-109页 |
| 6.3 磁场锁相锁定 | 第109-111页 |
| 6.4 基于电子自旋的转动测量方案 | 第111-115页 |
| 6.4.1 转动测量方案设计 | 第113-114页 |
| 6.4.2 转动测量方案性能预估 | 第114-115页 |
| 6.5 本章小结 | 第115-116页 |
| 第7章 总结与展望 | 第116-120页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第116-118页 |
| 7.2 论文主要创新和成果 | 第118-119页 |
| 7.3 待解决的问题及未来工作展望 | 第119-120页 |
| 参考文献 | 第120-131页 |
| 致谢 | 第131-133页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第133页 |
