Einfluss des Probenstrahls auf die Spinpolarisation in spin-exchange relaxation-free Co-Magnetometern

Zusammenfassung Spin-exchange relaxation-free (SERF) Co-Magnetometer haben vielversprechende Anwendungen sowohl in der inertialen Navigation als auch in grundlegenden physikalischen Experimenten. Allerdings hat die Schwankung der Spinpolarisation, die durch den Probenstrahl verursacht wird, einen nicht vernachlässigbaren Einfluss auf das Signal des Co-Magnetometers. In diesem Papier wird ein theoretisches Modell vorgestellt, das drei Parameter des Probenstrahls umfasst, indem die gekoppelte Bloch-Gleichung erweitert wird. Auf der Grundlage dieses Modells wird der Einfluss der Probenleistungsdichte auf die transiente und stationäre Antwort des SERF Co-Magnetometers analysiert. Gemäß dem Modell der transienten Antwort wird eine neue Messmethode für die transversale optische Pumpung des Probenstrahls vorgeschlagen. Dann wird für das Modell der stationären Antwort eine Methode zur Unterdrückung von stationären Fehlern vorgeschlagen, indem der Grad der zirkularen Polarisation des Probenstrahls angepasst wird. Schließlich wird die Unterdrückungsmethode verwendet, um das SERF Co-Magnetometer zu verfeinern, was zu einer Unterdrückungsrate von 70,31 % bei transversalen Elektronenspinpolarisation-Schwankungen führt und somit das Co-Magnetometer auf eine Stabilität von 0,0079 ∘ h −1 verbessert. Soweit wir wissen, ist dies besser als das, was bisher berichtet wurde.