用于中高场测量的多级光学布洛赫方程建模饱和吸收铷磁力仪

该团队推出了SASHMAG(饱和吸收光谱高场强磁力计),这是一种利用铷-87原子在0.2特斯拉至0.4特斯拉中高场强区间进行精密磁场测量的原子传感器。该传感器工作在超精细帕邢-巴克效应区域,通过法拉第几何构型中的反向传播泵浦-探测配置,成功解析了去多普勒效应的孤立塞曼跃迁。为解释这一强场依赖区域的复杂光谱特征,研究人员开发了基于非耦合基矢|mI,mJ⟩的多能级光学布洛赫方程模型,完整刻画了态混合与非线性的饱和动力学过程。该模型在亚多普勒分辨率下精确复现了实测光谱,其功率展宽和热多普勒效应的理论预测与实验结果一致。磁场测量采用物理约束优化算法,通过最小化实验提取谱线中心与哈密顿量计算的场依赖跃迁频率之间的残差来实现。实验证明该系统在0.2-0.4特斯拉范围内实现了±0.17特斯拉的测量精度。这项经过验证的仿真模型为生成合成训练数据集奠定了基础,有望推动从核磁共振到聚变反应堆等应用场景中机器学习增强型自主磁力计的发展。
作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-14 03:29

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