劉凌 18510525249 QuSpin 零場(chǎng)磁力計(jì)（QZFM）基于單束激光的零場(chǎng)共振。 我們的 QZFM 的基本配 置如圖 1 所示。來(lái)自調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器（1）的光穿過(guò)包含銣原子的玻璃 蒸汽電池（2），并被光電探測(cè)器（3）捕獲。 當(dāng)背景磁場(chǎng)等于零時(shí)，銣原子變 得基本上透明。 垂直于光路方向的磁場(chǎng)使原子吸收更多的光。 光電檢測(cè)器檢測(cè)到 透明度的這種變化，并產(chǎn)生與透過(guò)蒸氣室的光成比例的電流。 以這種方式， 磁信號(hào)被轉(zhuǎn)換成形成零磁場(chǎng)磁力計(jì)的電信號(hào)。 要介紹零場(chǎng)（ZF）共振的概念[Dupont Roc，1969]，請(qǐng)想象磁力計(jì)處于零磁 場(chǎng)環(huán)境中。 如果在垂直于光束的方向上施加磁場(chǎng)，并且施加的場(chǎng)的振幅從正值 掃到負(fù)值，則，原子的透明度會(huì)發(fā)生變化，從而當(dāng)原子經(jīng)歷磁性時(shí)會(huì)觀察到的 透明度 非常接近零的字段。 如果將光檢測(cè)器的輸出看成是所施加場(chǎng)的函數(shù)， 則將 看到輸出具有洛倫茲線形。 洛倫茲輸出被稱為 ZF 共振（見(jiàn)圖 2），是磁力計(jì)的響 應(yīng)。 磁力計(jì)的敏感軸由調(diào)制場(chǎng)的方向（投影在垂直于光束的平面上）定義。 為了使 磁力計(jì)同時(shí)對(duì)兩個(gè)正交軸（垂直于光束）敏感，我們使用單獨(dú)的正交線圈應(yīng)用兩 個(gè)單獨(dú)的調(diào)制場(chǎng)。 ZF-OPM 非常敏感，并且由于它們需要零場(chǎng)環(huán)境才能運(yùn)行，因此需要磁屏蔽環(huán)境 來(lái)運(yùn)行這些傳感器。磁屏蔽室（MSR）并不，通常在內(nèi)部存在一些殘余磁場(chǎng) （數(shù)十 nT）。這些殘留磁場(chǎng)通常要求用戶為 MSR 配備大型線圈，這些線圈可以 全局偏移背景磁場(chǎng)并將其歸零。這并不總是可行的。取而代之的是，我們?cè)趥鞲? 器頭中集成了一組三軸正交電磁線圈，該線圈可以將每個(gè) OPM 蒸氣室周?chē)拇? 場(chǎng)局部歸零。磁場(chǎng)歸零線圈可以補(bǔ)償多達(dá) 50 nT 的剩余磁場(chǎng)，并且該過(guò)程是全自 動(dòng)的，僅需幾秒鐘。當(dāng)多個(gè)傳感器緊密靠近工作時(shí)，所有傳感器同時(shí)進(jìn)行磁場(chǎng)歸 零過(guò)程，這會(huì)導(dǎo)致所有傳感器的合并磁場(chǎng)崩潰，從而使每個(gè)傳感器地經(jīng)歷 零磁場(chǎng)。每當(dāng) OPM 經(jīng)歷的背景場(chǎng)發(fā)生顯著變化或傳感器布置發(fā)生變化時(shí)，都應(yīng) 重復(fù)進(jìn)行場(chǎng)歸零過(guò)程。