无自旋交换弛豫原子磁强计的主动磁补偿

摘要

由于外界磁场扰动会降低无自旋交换弛豫(SERF)原子磁强计的磁场测量灵敏度,本文根据SERF原子磁强计的测量原理,提出了一种基于原位磁测补偿外部磁场扰动的方法.该方法通过调制解调的方法对3个方向的磁场进行解耦,实现3个方向磁场信息的独立测量.然后,将3个方向磁场的测量信息作为反馈,调节电流源输出给线圈的电流,使线圈产生一个与外界扰动磁场大小相同方向相反的补偿磁场.最后,在现有的SERF原子磁强计实验平台上搭建了主动磁补偿系统,实现了对外部扰动磁场的补偿.与手动补偿方式相比,本文提出的主动磁补偿方法可将剩余磁场的平均值从0.317 8 nT降低到0.040 4 nT,同时将剩余磁场的均方差由0.348 1 nT降低到0.024 7 nT.得到的实验结果验证了本文所述方法的有效性.