太赫兹辐射原理与若干应用

文章介绍了太赫兹辐射的原理及在安全检查、中药鉴别等方面的应用。     

基于自动消偏的原子陀螺微弱光信号检测方法

核磁共振原子陀螺凭借其高精度、小体积、低成本的特点在国内外受到广泛关注。在获取检测目标的诸多方法中,较为常用的方法是监测探测光极化面旋转角的平衡偏振法。由于小型化带来的尺寸效应明显,光学元件间存在不可避免的方位误差,导致微弱光信号产生偏置,制约了该信号的提取与放大。为提高检测性能,分析了激光偏振态的差分检测原理,提出了一种基于比例积分（P-I）反馈回路的自动消偏方法,设计了基于硅光二级管的低噪声、高增益前置放大电路。最后,结合核磁共振陀螺样机系统,给出了该方法的仿真分析和实验结果,验证了该方法的有效性。     

Dynamic range and linearity improvement for zero-field single-beam atomic magnetometer

Zero-field single-beam atomic magnetometers with transverse parametric modulation for ultra-weak magnetic field detection have attracted widespread attention recently. In this study, we present a comprehensive response model and propose a modification method of conventional first harmonic response by introducing the second harmonic correction. The proposed modification method gives improvement in dynamic range and reduction of linearity error. Additionally, our modification method shows suppression of response instability caused by optical intensity and frequency fluctuations. An atomic magnetometer with single-beam configuration is built to compare the performance between our proposed method and the conventional method. The results indicate that our method's magnetic field response signal achieves a 5-fold expansion of dynamic range from 2 nT to 10 nT, with the linearity error decreased from 5% to 1%. Under the fluctuations of 5% for optical intensity and ±15 GHz detuning of frequency, the proposed modification method maintains intensity-related instability less than 1% and frequency-related instability less than 8% while the conventional method suffers 15% and 38%, respectively. Our method is promising for future high-sensitive and long-term stable optically pumped atomic sensors.     

蒿甲醚的太赫兹时域光谱研究

蒿甲醚是目前治疗疟疾非常有效的药物。由于其独特的药效,在临床医学中的应用比较广泛。采用太赫兹时域光谱技术测量了蒿甲醚在太赫兹波段的吸收特性,得到它在0.2～3.0 THz频率范围的特征吸收谱。应用密度泛函理论和6-31G基组计算了蒿甲醚分子的结构及其在太赫兹波段的振动频率,并据此对实验光谱吸收峰进行了指认。理论计算表明,在1.26和2.73 THz处的吸收峰与实验上在1.24和2.73 THz处得到的吸收峰位置相对应,理论计算与实验数据吻合的较好。同时对蒿甲醚的远红外振动模式进行了识别,振动模式以分子基团的骨架振动和扭转为主要特征。对蒿甲醚太赫兹光谱特性的研究结果表明太赫兹技术是一种检测中药的有效方法,这为进一步研究蒿甲醚的药效提供了理论依据。     

太赫兹辐射原理与若干应用

文章介绍了太赫兹辐射的原理及在安全检查、中药鉴别等方面的应用。     

碱金属气室无磁电加热技术研究与系统设计

基于量子精密测量的原子自旋陀螺仪具有高精度、小体积、低成本等优势,被认为是未来陀螺仪的发展方向;原子自旋陀螺仪的核心部件是承载原子自旋的碱金属气室;碱金属气室加热温度的稳定性是决定原子自旋陀螺仪精度和灵敏度的重要因素之一;同时,原子自旋陀螺仪的高灵敏度使其对磁场噪声极其敏感,因此要求加热过程不能引入额外的磁场干扰;针对以上要求,对原子自旋陀螺仪的无磁电加热技术进行了研究;设计并搭建了以Pt1000作为温度传感器,双层对称结构的加热膜作为加热元件,结合源测量单元、数据采集板卡、正弦波信号发生电路、驱动电路以及LabVIEW软件平台构成的无磁电加热系统;通过实验测试,本系统引入的等效干扰磁场优于15 fT/Hz1/2,气室温度短期稳定度优于±5 mK,长期稳定度优于±10 mK,为原子自旋陀螺仪的性能提升提供了可靠保障。     

用飞秒锁模激光测量光的频率

介绍了2005年诺贝尔物理学奖的获奖工作-用锁模飞秒激光光梳去测量光的频率.飞秒激光光梳技术大大简化了光频的测量.锁模飞秒激光通过光子晶体光纤时,由于自相位调制,在可见光和近红外区能够产生上百万等间隔的梳状频率,其频率间隔等于锁模脉冲的重复率.利用光频梳和倍频技术,把对光频的测量变为对射频的测量,这样就能够很容易地测出光的频率.使得光频测量精度和原子钟精度达到前所未有的高度,从而对物理学和计量学的发展有重要意义.