Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:2408.09915

帮助 | 高级搜索

物理学 > 仪器与探测器

arXiv:2408.09915 (physics)
[提交于 2024年8月19日 ]

标题: 使用强偏置磁场的光泵浦矢量磁强计

标题: Optically pumped vector magnetometer using a strong bias magnetic field

Authors:Thomas Schönau, Theo Scholtes, Florian Wittkämper, Alexander Sekels, Stefan Hiebel, Gregor Oelsner, Ronny Stolz
摘要: 我们提出一种新方法,使得光学泵浦磁力计(OPM)能够在地球磁场中作为矢量磁力计运行,其敏感轴可以自由定义。 该方法使能够以相同的灵敏度测量地球磁场的任意矢量分量。 OPM 是通过微加工的铯蒸气室与氮缓冲气体实现的,该蒸气室浸入约 730 $\mathrm{\mu T}$的均匀偏置场中。 由于该偏置场比地球磁场强约一个数量级,因此定义了 OPM 的敏感轴。 偏置场由固态磁铁产生,并设计为在蒸气室尺寸内具有非常低的相对不均匀性(相对单位中的$< 10^{-4}$),以及在约 40{\deg }C 处具有零温度依赖性的点。 OPM 利用光窄化效应,即使在如此大的磁场幅度下也能有效抑制自旋交换弛豫。 基于此实现,我们在 100 Hz 至 600 Hz 的区间内展示了低于 60 $\mathrm{fT/\sqrt{Hz}}$的白噪声底限,并具有 $> 2$ kHz 的传感器带宽。 我们的方法实现了无需屏蔽的超灵敏矢量测量能力,这在许多重要应用中都很相关。
摘要: We present a novel approach allowing an optically pumped magnetometer (OPM) to be operated within Earth's magnetic field as a vector magnetometer whose sensitive axis can be freely defined. This approach enables the measurement of any vector component of the Earth's magnetic field with the same sensitivity. The OPM is realized by a microfabricated cesium vapor cell with nitrogen buffer gas, which is immersed into a homogeneous bias field of about 730 $\mathrm{\mu T}$. Since this bias field is about one order of magnitude stronger than Earth's magnetic field, it defines the sensitive axis of the OPM. The bias field is generated by solid-state magnets and was designed to exhibit a very low relative inhomogeneity ($< 10^{-4}$ in relative units) within the vapor cell dimensions as well as a point of vanishing temperature dependence at around 40{\deg}C. The OPM utilizes the light narrowing effect, which enables effective suppression of spin-exchange relaxation even in such large magnetic field amplitude. Based on this implementation, we demonstrate a white noise floor of below 60 $\mathrm{fT/\sqrt{Hz}}$ in the interval between 100 Hz and 600 Hz and a sensor bandwidth of $> 2$ kHz. Our approach enables unshielded ultrasensitive vectorial measurement capabilities relevant in many important applications.
评论: 9页,7图
主题: 仪器与探测器 (physics.ins-det) ; 原子物理 (physics.atom-ph); 地球物理 (physics.geo-ph)
引用方式: arXiv:2408.09915 [physics.ins-det]
  (或者 arXiv:2408.09915v1 [physics.ins-det] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.09915
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Theo Scholtes [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2024 年 8 月 19 日 11:40:54 UTC (783 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
physics.ins-det
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-08
切换浏览方式为:
physics
physics.atom-ph
physics.geo-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号