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地磁场下全光学碱蒸气磁力计的航向误差( Heading errors in all-optical alkali-vapor magnetometers in geomagnetic fields )
W Lee VG Lucivero MV Romalis ME Limes TW Kornack
碱金属原子磁强计在地磁场中存在航向误差,因为测量的磁场取决于传感器相对于磁场的方向。除了非线性塞曼分裂外,两个超精细基态中塞曼共振的差异也会产生与初始自旋极化有关的航向误差。本文研究了全光学标量磁强计的航向误差,该磁强计利用极化原子的自由进动,在不同的自旋极化状态下改变磁场的方向和大小。在低超精细基态$f=1$几乎消失的高偏振极限下,我们证明了航向误差可以用解析表达式进行修正,使地球场的航向误差减小两个数量级。我们还验证了测得的塞曼进动频率与磁场的线性。在较低的自旋极化下,我们发现两个超精细态的塞曼共振分裂引起了旋进信号的跳动和测量旋进频率随磁场的非线性。在自旋进动过程中,两个正交的探针光束测量两个超精细态之间相反的相对相位,我们利用独特的探针几何来校正频移。
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