无死区自由感应衰减碱金属原子磁强计

《Physical Review A》：Dead-zone-free free-induction-decay alkali-metal atomic magnetometer

　　检测死区是标量原子磁力计中一项重要的系统性局限，制约了其实际应用。在本工作中，我们将此前已建立的技术整合到一个基于Bell-Bloom光抽运的自由感应衰减（FID）磁力计中，展示了一种无死区的高灵敏标量磁力计。通过在多通腔辅助的原子池内插入反射镜，将光束折叠为正交光路，从而消除了死区。我们的分析表明，区域间的串扰对于解释所获得的实验信号至关重要。该传感器在三维空间的所有方向上振荡信号幅度变化在三倍以内，且在全空间范围内的磁场灵敏度优于80 fT/√Hz。我们进一步在地磁场范围内表征了航向误差，实验结果与理论预测在0.7 nT范围内吻合。此外，该传感器可通过将从FID信号中提取的实时频率反馈以调制抽运光束来运行在闭环模式下，我们对该传感器的磁场扫率进行了表征。本工作为研制高灵敏度矢量FID磁力计奠定了基础。