超导磁梯度张量探头结构优化方法研究

针对传统超导磁梯度张量探头中多个磁梯度计间的噪声互扰会降低系统灵敏度的问题，本文提出了一种基于二维傅里叶变换的磁梯度张量探头结构优化方法。通过二维傅里叶变换及逆变换将磁场矢量Z分量沿着Z轴方向的二阶空间导数B_zzz转换为磁场矢量的3个分量以及一阶磁梯度张量的5个独立元素，把通常至少需要6个SQUID一阶平面磁梯度计的探头结构简化为只需要1个二阶SQUID磁梯度计的探头结构，消除了磁梯度计之间的噪声干扰，系统灵敏度提高了1个数量级。实验结果表明该探头具有良好的探测能力，证明了这种优化方法的可行性。     

基于SQUID梯度计的单磁源定位及磁矩反演误差分析

磁源定位及磁矩反演技术在空间探测、无损检测以及目标追踪等领域有着广泛的应用前景。利用磁场梯度张量信息进行磁源定位及磁矩反演的思想是在1975年首次提出的,2006年提出的磁性目标线性方程定位方法以其快速准确求解的特点而备受关注。但是,对于该梯度张量矩阵求逆法进行磁源定位的全方位的误差分析仍有待完善。在简要回顾梯度张量矩阵求逆法进行磁源定位的方法的基础上,提出了一种基于该方法的系统误差和随机误差分析的理论;研究结果表明定位误差是由于将差分近似为微分而引起的系统误差和传感器测量的随机误差构成。以目前具有超高精度、超高灵敏度的超导量子干涉仪作为典型磁场测量传感器,分析了梯度张量矩阵求逆法进行磁源定位及磁矩反演误差与传感器分辨率和相对误差水平之间的关系。     

磁梯度张量不变量的椭圆误差消除方法研究

基于磁梯度张量不变量定位方法, 可以实现对目标的单点实时定位, 且定位目标不限于静止目标, 这一方法目前得到了人们的广泛关注, 但该方法由于存在着椭圆系数导致目标定位误差较大的问题. 针对该问题, 提出了一种基于正六面体磁梯度张量测量系统的单点实时定位改进方法, 该方法通过消除原定位方法中不变量存在的椭圆系数, 从而克服椭圆误差对定位精度的影响. 具体做法是通过求解测量系统中正六面体的六个平面中心点处磁梯度张量的特征值, 并把这些特征值按照一定关系进行组合来消除椭圆系数, 来获得六个平面的新不变量, 再对这些新不变量求其梯度值, 根据这些梯度值对目标进行定位, 这样该定位方法可以有效的克服椭圆误差, 可对目标进行单点实时定位. 对改进定位方法进行了仿真实验分析, 结果表明改进方法可以实现目标的单点实时定位, 定位的平均相对误差较现有方法减少10.9%. 改进方法对所搭载平台的机动性要求较低, 其平台可做直线或曲线运动对目标实现单点实时定位.     

全张量SQUID磁梯度计在航空磁测方面的应用研究

航空磁测在矿产资源勘探、地球物理、科学研究以及军事应用等方面应用甚广。文中对超导量子磁力仪在航空磁测的应用研究情况进行了综述,简要介绍了SQUID磁强计与梯度计的差别。最后介绍了构成全张量超导磁探仪的两种方法,分析了两种方法的磁梯度不平衡度以提高航空磁测的实用性。     

基于磁光力系统的相干光学传输特性研究

提出了一个包含磁振子-声子-光子三者相互作用的磁光力系统,该系统由一个磁振子(钇铁石榴石小球)和一个光学谐振腔构成.在该系统中,利用大量自旋的亚铁磁体的集体运动来表征磁振子,并且磁振子和光子通过磁偶极子相互作用耦合,磁振子和声子通过磁致伸缩相互作用耦合.利用严格的量子光学理论与输入-输出关系理论,研究了该系统中的相干光学传输特性.通过调控该系统中的参数,实现了对输出场的有效调控,为宏观量子现象的研究提供了一个有前景的平台.     

中性汞原子磁光阱装载率的优化

量子投影噪声是影响光晶格钟的一个重要参数,提高磁光阱中装载率有利于降低量子投影噪声,可提升光晶格钟的性能.针对实验所用的汞原子单腔磁光阱,本文分析并计算了磁光阱中汞原子受力情况和一维运动规律,在此基础上用随机数方法对磁光阱中汞原子三维装载进行了数值计算,获得了磁光阱中的稳态原子数,研究了磁光阱的冷却激光的光强、失谐量以及磁场梯度等参数对稳态原子数的影响,得出了获得最优装载率的实验参数.涉及的计算方法和结论对汞原子光晶格钟的实验设计具有参考价值.     

HT_c SQUID工作环境低频磁干扰消除研究

针对高温超导量子干涉器(HT_c SQUID)磁强计技术在非磁屏蔽环境中受到的极低频干扰,实验研究了主动补偿方法消除这种干扰的可行性和有效性。实验由高精度程控电流源提供电流,通过亥姆赫兹线圈产生用于抵消极低频干扰的补偿磁场,使用两套HT_c SQUID磁强计搭建了测试系统,其中一套用于低频磁干扰背景的探测,另一套用于磁干扰补偿消除效果的甄别。结果表明,这种动态补偿消除方法可以达到比较好的效果。     

抽运-检测型原子磁力仪对电流源噪声的测量

用于在宽量程范围内标定原子磁力仪的灵敏度的复现磁场通常由精密电流源和标准线圈产生,电流源噪声将直接影响原子磁力仪在宽量程范围内标定的灵敏度.本文基于抽运-检测型原子磁力仪首先提出抑制复现磁场漂移的磁补偿方法,其次开展宽量程范围内电流源的噪声和原子磁力仪的灵敏度之间依赖关系的研究.研究结果表明,抽运-检测型原子磁力仪的灵敏度主要由电流源噪声决定,因此可用特定磁场下的灵敏度估算电流源在对应输出电流条件下的电流噪声.本文研究对弱磁传感器灵敏度指标的标定、高精度电流源的研制、磁感应强度计量和电流计量的协同发展都具有参考价值.     

心磁信号广义S变换域奇异值分解滤波方法

针对心磁信号工频及背景噪声干扰问题, 提出了广义S变换奇异值分解(singular value decomposition, SVD)滤波方法.在离散S变换基础上, 导出了广义矩阵S变换和逆变换公式. 通过对采样信号进行广义S变换, 调节时频分辨率, 利用SVD分解方法确定有效心磁信 号区域, 实现自适应时频滤波. 实验结果表明, 该方法能有效滤除工频及背景噪声干 扰, 且在较少奇异值个数情况下可获得更好的滤波性能. 关键词： 心磁信号 S变换 奇异值分解 时频滤波     

磁光阱特性及冷原子集合行为的实验研究

磁光阱目前已经成为量子光学领域的内的一种强有力的研究工具，在实现了铯磁光阱后，我人通过对实验系统的改进提高了磁光阱的性能，在此基础上对磁光阱中原子数目和密度与磁光阱参数（包括激光光强，失谐以及磁场梯度等）的关系进行了系统的实验研究，结果与我们的理论预计大致符合，同时我们还观察到调节冷却激光光束准直和补偿地磁场的姆霍兹线圈电流过程中出现的冷原子云形状的变化，包括原子云的干涉图样，多亮点原子云，环形原     

低温下三角绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维绝缘铁磁系统基础上建立了一个磁振子声子相互作用模型.利用格林函数方法研究了磁振子声子相互作用下的三角绝缘铁磁体的磁振子谱,计算了布里渊区的Λ线上的磁振子色散曲线.发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显.比较了纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响,也讨论了各项参数,以及温度的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响.     

磁光盘反射率测试方法研究

磁光盘反射率是一个重要的参数，在磁光盘的研制和生产过程中必须进行测试。本文首先介绍了反射率测试的典型方法，然后结合磁光盘磁光特性伺服测试系统提出了一种测试磁光盘反射率的实用有效的方法，使磁光盘磁光特性测试仪既能测试克尔角又能测试反射率。最后对该方法测试反射率的误差进行了评估，并给出了测试实例。     

Rb原子磁光阱中囚禁原子数目与实验参数的依赖关系

研究表明，Rb原子磁光阱中所囚禁的原子数目对囚禁光的光强和失谐量，回泵光的强度以及磁场梯度有很大的依赖关系.用二能级系统模型对囚禁原子数目随囚禁光的光强和失谐量的变化关系进行了预估，理论预测的结果与实验结果定性符合.实验结果也展示了囚禁原子数目随回泵光的强度和磁场梯度的变化关系，要定量解释这些实验结果则需要更复杂的理论模型.通过囚禁原子数目对实验参数依赖关系的研究，得到特定的实验参数，来获得最大数目的冷原子. 关键词： 磁光阱 冷原子     

低温下二维绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维正方绝缘铁磁系统基础上建立了一个磁振子-声子相互作用模型.利用格林函数方法研 究了磁振子-声子相互作用下的二维绝缘铁磁体的磁振子谱, 计算了布里渊区的主要对称点 线上的磁振子色散曲线.发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显. 比较了纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响，也讨论了各项参数 的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响. 关键词： 磁振子-声子相互作用 磁振子软化 铁磁体 磁振子谱线增宽     

重力对~(87)Rb冷原子四极磁阱装载的影响

文章研究了重力作用下对磁光阱中~(87)Rb原子进行偏振梯度冷却后重新四极磁阱俘获的影响。研究了竖直放置四极线圈和水平放置四极线圈两种情形下,重力对原子偏振梯度冷却后四极磁阱重新俘获过程的作用,通过原子自由飞行吸收成像,观测到了原子的振荡。分析计算了~(87)Rb原子|2,2〉态补偿重力时所需的磁场梯度B′,探究了磁场参数对于振荡现象的影响,从而选择了水平放置磁场线圈的方法,提高了原子偏振梯度冷却后四极磁阱的装载效率。     

磁单极与磁洛伦兹力

概述了磁单极概念的历史发展,从洛伦兹变换出发,利用电磁场张量和四维力的协变性以及电荷相对论不变,直接证明了运动磁单极受磁洛伦兹力,建议了一个磁洛伦兹力的验证方案,并用磁洛伦兹力公式导出狄拉克电荷量子化条件．证明了磁洛伦兹力公式具有与库仑定律相同的精确度．     

轴线起爆式螺线管型爆磁压缩发生器理论模型

 对轴线起爆式螺线管型爆磁压缩发生器进行了理论模型研究，建立了爆炸管的一维爆轰驱动模型、螺线管内空间磁场强度分布模型、爆炸管外表面磁压力模型和发生器系统的等效电路模型等，对此类发生器的物理过程进行系统描述。在此基础上，编制了相应的零维数值模拟程序CEMG 1.0，利用该程序分别对四种不同模型参数的发生器进行了理论计算和参数优化，并对其中一模型发生器爆炸管外表面的磁压力及其引起的剩余电感进行了计算，给出了剩余电感与初始输入条件及负载电感的关系，从而得到该模型的输出性能极限。对理论模型的正确性进行了实例验算证明。     

基于BP神经网络的反潜巡逻机背景磁场补偿技术研究

通过分析反潜巡逻机背景磁场模型,针对传统模型求解时对模型参数求解方法存在的不足,本文提出了一种基于BP神经网络的飞机背景磁场模型求解新方法。该方法不讨论复杂的模型参数估计的问题,通过前期神经网络训练学习,直接把飞机磁补偿飞行过程中采集到的相关信号输入到训练好的网络中,得到输出干扰磁场,进而对其进行补偿。最后通过实例仿真验证了该方法的正确性和有效性,为提高反潜巡逻机磁探搜潜效能提供了科学依据,具有一定的军事意义。     

基于DGPS航迹偏差的多旋翼无人机磁干扰检测技术研究

为了解决多旋翼无人机在飞行作业过程中受到环境磁干扰导致作业异常的问题,在使用DGPS进行差分定位的基础上,提出了一种基于航迹偏差的多旋翼无人机磁干扰检测技术。其基本原理是,当多旋翼无人机受到磁场干扰时,其飞行航迹会偏离预设航线,检测其航迹的偏离距离,通过与阈值比较,可以用来判断是否存在环境磁干扰。实验结果表明该方法可以有效检测环境磁场异常,在某些情况下比传统的磁航向角误差阈值检测方法可靠性更高,虚警率更小。综合使用航迹偏差检测方法和磁航向角误差检测方法,可有效（提高）环境磁场异常检测的准确度,降低虚警率。     

高温超导磁体临界电流的磁矢量分析法及其验证

临界电流是高温超导磁体的关键参数,文中提出了一种名为"磁矢量分析法"的高温超导临界电流计算方法。这种方法以高温超导带材性能测试结果为依据,以有限元仿真软件为手段,通过对计算高温超导磁体内部电磁感应强度矢量的分布,采用插值运算来确定高温超导磁体的临界电流。通过在77K温度下进行1:1的磁体实验,磁矢量分析法的可行性得到了验证。