基于玻色凝聚^(87)Rb原子气体相位Ramsey干涉的磁场探测

基于玻色凝聚原子气体的磁场探测可兼顾高灵敏度和高空间分辨率.利用一维光晶格中玻色凝聚^(87)Rb原子气体F=1,m_(F)=1→F=2,m_(F)=-1(F为原子总角动量的量子数,m_(F)为F能级的磁量子数)的双光子跃迁,已实现基于相位Ramsey干涉的精密磁场探测.本研究利用交叉光阱中玻色凝聚^(87)Rb原子气体F=1,m_(F)=1→F=2,m_(F)=0的单光子跃迁,实验研究了频域Ramsey干涉、时域Ramsey干涉及相位Ramsey干涉,并基于相位Ramsey干涉评估了静态磁场测量的灵敏度和空间分辨率.通过对比上述3种Ramsey干涉的实验结果,发现相位Ramsey干涉可有效避免频域Ramsey干涉条纹的畸变和时域Ramsey干涉的退相干效应,从而提高静态磁场测量的灵敏度和准确度.在无磁屏蔽环境中,利用体积为(1.31±0.03)×10^(-9)cm^(3)的玻色凝聚^(87)Rb原子气体,获得了130 nT/√Hz的灵敏度,通过压缩原子气体制备时间和提高信号积累时间,灵敏度有望得到进一步提升.