用于海洋磁测的芯片量子干涉磁力仪

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1、2013年4月北京航空航天大学学报April2013第39卷第4期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVol·39No·4用于海洋磁测的芯片量子干涉磁力仪关丽娟康智慧(中国海洋大学环境科学与工程学院，青岛266100)(吉林大学物理学院，长春130021)王增斌(北京航天控制仪器研究所，北京100854)摘要：随着海洋环境探测工作的发展，海域磁测对磁力仪在微小型化、高精度方面提出了新的需求．在介绍了几个常见的弱磁场测量仪器后，重点分析了一种基于双光场量子干涉效

2、应的磁力仪．根据在磁场中光与原子相互作用的物理机制，阐析了利用量子干涉效应进行高精度磁场测量的基本原理．在此基础上，分析了在芯片上实现量子干涉磁力仪的可能性，详细讨论了芯片量子干涉磁力仪的一种设计方案，并给出了芯片量子干涉磁力仪的性能预期以及其在海洋磁测领域的应用前景．关键词：海洋环境探测；弱磁场测量；量子干涉效应；芯片量子干涉磁力仪中图分类号：P299文献标识码：A文章编号：1001-5965(2013)04-0535-05Designofchip-scalequantuminterferometricmagnetometeri

3、nmarineenvironmentGuanLijuan(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，OceanUniversityofChina，Qingdao266100，China)KangZhihui(CollegeofPhysics，JilinUniversity，Changchun130021，China)WangZengbin(BeijingAerospaceInstituteofControlDevices，Beijing100854，China)Abstract：Wit

4、hthedevelopmentofthemarineenvironmentsurvey，marinemagneticsurveydemandsmagnetometerswithmicro．size，high—precisionmagnetometer．Theseveralcommonweakmagneticfieldmeas-urementinstrumentsweredescribed，andananalysisofamagnetometerbasedonduallight-fieldquantumin·terferenceef

5、fectswasfocusedon．Basedonthephysicalmechanismoftheinteractionbetweenlightandatomsinamagneticfield，theinterpretationofthebasicprinciplesofquantuminterferenceeffectsforhigh。precisionmeasurementofmagneticfieldwasgiven．Onthisbasis，thepossibilityofrealizingachip-scalemagne

6、tometerbasedonquantuminterferenceeffectswasanalyzed．Afterthat，designofachip—scalequantuminterferencemagnetometerwasdiscussedindetail，andtheperformanceexpectationsandprospectsforitsapplicationinmarinemagneticsurveywasgiven．Keywords：marineenvironmentsurvey；weakmagneticf

7、ieldmeasurement；quantuminterferenceeffect；chipquantuminterferencemagnetometer收稿日期：2012-04-23；网络出版时间：2013-04—1211：32网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20130412．1132．001．html基金项目：国家自然科学基金资助项目(71003057)；山东省自然科学基金资助项目(ZR2010GQ001)作者简介：关丽娟(1979-)，女，山东聊城人，博士生．qdcc@si

8、na．coin．536北京航空航天大学学报海洋磁力仪是指测量海洋磁场强度的磁力仪，主要应用于海洋环境探测中的高精度磁测量．近年来，海洋地磁测量逐步向0．1—0．001nT甚至更高精度拓展，其测试模式也在点、线测量模式基础上，拓展了局部海域网格测量模