原子自旋SERF磁强计的主动磁补偿实验研究

摘要

在航空磁测过程中,采用高灵敏SERF(Spin-Exchange-Relaxation-Free)原子磁强计进行磁场测量是航空地球物理研究的有效手段之一.为了提高SERF原子磁强计的磁场测量灵敏度,必须减小外界磁场扰动对其原子自旋SERF态性能的影响.本文基于SERF原子磁强计的测量原理,设计了一套主动磁补偿系统,首先,通过测量驱动激光光强获得三个方向的磁场信息,在此基础上,控制电流源和线圈主动产生一个与外界磁场扰动大小相同方向相反的磁场来补偿扰动,以提高原子自旋SERF态的质量,最后,结合现有的SERF原子磁强计实验平台进行了实验验证.实验结果表明,与手动补偿方式相比,采用本文所述的主动磁补偿系统,可以实时的跟踪磁场补偿点,降低系统信号的噪声,很好地补偿了外界磁场的扰动,验证了磁强计主动磁补偿技术的有效性.为后续样机的研制奠定了坚实的技术基础.