用于SERF原子磁力仪的DFB激光器温度控制系统

由于分布反馈式（DFB）激光器的工作温度会影响其激射波长,降低无自旋交换弛豫（SERF）原子磁力仪的磁场测量灵敏度,以TMS320LF2812为核心控制器,采用数字比例-积分-微分（PID）控制技术,设计并研制了一种高精度、高稳定性DFB激光器温度控制系统。在硬件电路设计方面,由温度控制前向通路和温度采集后向通路组成,构成完整的闭环温度控制结构。软件设计中,采用Ziegler-Nichols工程整定方法,实现对P、I和D三个参数的整定。以中心波长为852 nm的DFB激光器为被控对象,利用该温度控制系统对其进行了温度控制实验。实验结果表明:系统的有效控温范围为5～60℃,控温精度为0.02℃,稳定时间为20 s。并且在长时间（220 min）测试中,DFB激光器工作温度稳定性优于7.910-4（RMS）,为其在SERF原子磁力仪的实用化方面提供了性能保障。     

Bell-Bloom型SERF原子磁力仪综述

弱磁检测技术可应用于地球物理探测、医学、军事等诸多领域。随着弱磁检测技术的不断提升,磁力仪的发展十分迅猛。近些年,无自旋交换弛豫原子磁力仪超越了超导量子干涉磁力仪成为目前世界上最灵敏的磁强计。首先介绍了无自旋交换弛豫原子磁力仪超高灵敏度的根本原因-无自旋交换弛豫现象,以及Bell-Bloom型无自旋交换弛豫原子磁力仪机理;接着给出了国内外最常用的Bell-Bloom型无自旋交换弛豫原子磁力仪的装置结构,并对其各组成部分加以详细描述分析;根据原子磁力仪的不同工作模式,归纳出3种系统设计方案并对其优缺点和适用场合进行对比;最后,对其灵敏度、响应带宽和实用集成化三方面进行论述,指出Bell-Bloom型无自旋交换弛豫原子磁力仪具有广泛应用前景。