激光源對(duì)光磁共振信號(hào)的影響.pdf

1、激光銫光泵磁力儀是一種用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)總強(qiáng)度的絕對(duì)磁測(cè)儀器,它是以銫原子的能級(jí)在磁場(chǎng)中產(chǎn)生塞曼效應(yīng)為基礎(chǔ),利用激光泵浦和射頻磁場(chǎng)產(chǎn)生光磁雙共振的原理而制成的,激光抽運(yùn)銫原子是磁力儀結(jié)構(gòu)的核心部分。
　　 本文首先簡(jiǎn)要介紹了銫(Cs)原子的基本性質(zhì)、能級(jí)結(jié)構(gòu)以及在外磁場(chǎng)中如何進(jìn)行I-J耦合形成超精細(xì)結(jié)構(gòu)并發(fā)生塞曼分裂形成塞曼子能級(jí),在此基礎(chǔ)上給出光泵磁力儀的理論分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理。對(duì)磁力儀中的相關(guān)器件進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,重點(diǎn)說(shuō)明了作為抽

2、運(yùn)光源部分的894 nm半導(dǎo)體激光器的性能參數(shù)對(duì)光抽運(yùn)效應(yīng)的作用。然后在簡(jiǎn)單三能級(jí)系統(tǒng)參照下,深入分析了左旋圓偏振激光光束對(duì)銫原子各塞曼子能級(jí)的抽運(yùn)機(jī)理。從分析可知銫原子塞曼子能級(jí)偏極化程度(各塞曼子能級(jí)粒子數(shù)的非均衡分布)越高,探測(cè)的光磁共振信號(hào)越強(qiáng)。本文利用M.L.Harris等人得出的光學(xué)布洛赫方程近似形式,分析計(jì)算了銫原子基態(tài)Fg=4、Fg=3和激發(fā)態(tài)Fe=4各塞曼子能級(jí)粒子數(shù)變化的速率方程,由此可獲得各能級(jí)粒子數(shù)隨時(shí)間演化的函