光泵磁共振实验探究 报告人:叶麦 导师:乐永康
光抽运信号 弛豫时间 上升时间(10%-90%) W. Franzen, Phys. Rev., 1959, 115(4)
探测器响应 UniQuanta PED801型光电探测器 直流偏置+方波信号(1/60)驱动 LED 最大光强对应1.2*10-4T磁场下Rb 谱线光强
磁场 磁场零点
光强 Rb灯与起偏器间加入偏振片 最大光强对应上升时间14ms 大直流信号中提取小交流信号的 改进:不可降低光强
光面积 透镜与Rb泡间加入光阑 Rb&N2混合气 ->Rb原子平均自由程10-5m Maxwell速率分布律 ->Rb原子平均速率3*104m/s 随机行走 ->Rb原子平均扩散距离1cm Rb泡半径:2.2cm T. A. Delchar , Vacuum Physics and Techniques , Chapman and Hall, 1993 W. M. Haynes et. al., CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2012 L. D. Landau et. al., Statistical Physics (Vol.5), Butterworth-Heinemann Ltd, 1996
磁共振信号 分数频对应磁共振信号 10-3T总磁场:二级Zeeman效应 与双量子跃迁 吴思诚 等, 近代物理实验, 北京大学出版社, 1986 孙昕 等, 物理实验, 2001,21(3) 张清 等, 物理实验, 2000,20(10) 汪华英 等, 物理实验, 2005,25(7)
验证思路 使用方波射频场 单量子跃迁 双量子跃迁 汪华英 等, 物理实验, 2005,25(7)
87Rb的1100kHz共振信号 频率(kHz) 分数 550 1/2 367* 1/3 275 1/4 220 1/5
85Rb的733kHz共振信号 频率(kHz) 分数 367* 1/2 244 1/3 183 1/4 147 1/5
结论 10-4T总磁场下分数频对应磁共振信号仅由高次谐波造成 信号发生器输出的正弦波,由于电路的非线性效应产生高次谐波 实验表明,二次谐波的振幅以平方关系随基频振幅增大