基于CPT效应的新型绝对矢量探测磁强计

摘要

磁场探测是空间物理研究中的一项基本手段。磁通门磁强计因其成熟的技术和高灵敏度，已经在许多空间探测卫星上获得应用。磁通门磁强计可以获得磁场三轴分量的探测结果，对研究空间物理事件提供了非常重要的探测数据。但是，由于测量原理限制，磁通门磁强计采用相对量探测，并不能保证测量磁场强度的绝对精度，在轨运行中因元器件的老化会使磁场探测精度降低，造成探测数据偏离实际值。因此需要同时采用磁通门磁强计与绝对磁场测量磁强计相结合，才能实现磁场的绝对测量。本文介绍了一种利用CPT（相干布居囚禁）效应的绝对磁场矢量磁强计。由于CPT 原子共振会受到外界磁场的影响，通过对CPT 共振发生时的两个超精细能级之间跃迁光谱能量差的测量，完成磁场绝对值的测量。在此基础上，通过增加三组相互垂直的独立线圈系统，实现了绝对磁场的矢量测量。这种新型磁强计结合了传统磁通门磁强计与绝对场测量磁强计的优点，通过一台设备可以同时实现磁场绝对值与矢量的测量，其性能指标完全满足近地空间磁场探测的需求。