采用反抽运光改善光泵铷原子磁强计的灵敏度

在光泵原子磁强计的实验装置中,窄线宽及高信噪比的磁共振信号是实现高灵敏度磁强计的充要条件.本文的实验中利用795 nm波长窄线宽单频连续极化光(同时也是探测光)对比研究了不同类型铷原子气室、不同温度下典型的磁共振信号,在镀石蜡的铷原子气室中获得最优化的磁共振信号.通过引入铷原子D2线780 nm波长窄线宽单频连续反抽运光,研究了激光功率对磁共振信号信噪比和线宽的影响.实验表明,780 nm波长窄线宽单频连续反抽运光的引入使得铷-85原子磁共振信号的信号幅值有明显提高并且线宽没有明显展宽.引入780 nm波长窄线宽单频连续反抽运光后,闭环锁定的铷-85原子磁强计在约1.2 kHz频率带宽范围内灵敏度约为26.4 pT/Hz^(1/2),相比仅有795 nm波长窄线宽单频连续极化光(同时也是探测光)存在时提高了近1个数量级.同时本实验利用增强后的铷原子磁共振信号对一种商用的磁通门磁强计在弱磁场测量时的准确度和偏差进行了校准.

基于铯原子气室反抽运光增强相干蓝光

基于铯原子菱形能级6S_(1/2)(F=4)→6P_(5/2)(F’=5)→6D(F’’=6)→7P_(3/2)(F’=5)→6S_(1/2)(F=4)系统,在波长为852 nm(6S_(1/2)→6P_(3/2))和917 nm(6P_(5/2)→6D)两红外抽运激光共同激励下,通过四波混频过程频率上转换产生了波长为455 nm(7P_(3/2)→6S_(1/2))的相干、准直蓝光.实验上详细研究了抽运光偏振组合、功率、铯原子气室温度对蓝光强度的影响.在此基础上,通过增加了一束波长为894 nm(6S_(1/2)(F=3)→6P_(5/2)(F’=3,4))的反抽运激光,将更多的原子抽运回基态6S_(1/2)(F=4)超精细能级,显著增加了相干蓝光功率的输出,在水下自由空间光通信领域等有一定的应用价值.