【摘 要】
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高灵敏度磁场测量在基础物理、磁异常探测及生物医学等领域有重要的应用。用于测量磁场的仪器叫做磁力仪。磁力仪种类繁多,其中,由于灵敏度高、使用维护方便等优势,原子磁力
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高灵敏度磁场测量在基础物理、磁异常探测及生物医学等领域有重要的应用。用于测量磁场的仪器叫做磁力仪。磁力仪种类繁多,其中,由于灵敏度高、使用维护方便等优势,原子磁力仪得到了广泛的应用。原子磁力仪是一种基于Zeeman效应来测量磁场的仪器,其工作过程中涉及到对原子自旋状态的操控。一种常用的用于操控原子自旋状态的技术是磁场调制技术,这种技术可以用于抑制原子磁力仪低频噪声、拓展现有原子磁力仪工作模式。磁共振磁力仪方案是一种常用的原子磁力仪方案。在这种方案中,施加的磁场包含静态偏置磁场以及与之垂直、在Larmor频率处振荡的驱动磁场。其中,原子极化矢量绕偏置磁场做Larmor进动。本文主要研究对上述偏置磁场进行磁场参量调制时的共振条件以及自旋进动的变化,并讨论这种调制方案潜在的应用价值。通过微扰求解Bloch方程以及在钾原子磁力仪中进行实验验证,我们发现当驱动磁场的频率与Larmor频率间的失谐量为参量调制频率的谐频时,系统也会发生共振。此外,在原子极化矢量的进动中可观测到一系列以驱动频率为中心,间隔为参量调制频率的频率边带,且通过改变参量调制幅度与频率的比值,能够控制这些频率边带的幅度。这些特性能应用于原子磁力仪信号频率搬移、矢量磁探测及磁场线圈频率响应标定等方面。
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