論文の概要: Pulsed $^{87}$Rb vector magnetometer using a fast rotating field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.00214v1
- Date: Sat, 1 Apr 2023 03:25:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-04 19:11:41.025427
- Title: Pulsed $^{87}$Rb vector magnetometer using a fast rotating field
- Title（参考訳）: 高速回転場を用いた$^{87}$Rbベクトル磁気センサのパルス化
- Authors: Tao Wang, Wonjae Lee, Michael Romalis, Mark Limes, Tom Kornack,
Elizabeth Foley
- Abstract要約: 外部回転磁界をスカラー原子磁気センサに印加することにより,ベクトル磁気センサを記述する。
これは、ベクトル磁力計や勾配計に関連するいくつかの気象上の困難を避ける。
このようなセンサの感度の基本的な限界を導出し、ベクトル感度がスカラー原子磁気センサの感度に近づくことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.3177912561758975
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: There are diverse set approaches for vector magnetic field measurements
involving condensed matter and atomic physics systems. However, they all suffer
from various limitations, so the most widely used high-sensitivity vector
magnetometers are fluxgates using soft magnetically-saturable materials. Here
we describe a vector magnetometer by applying an external rotating magnetic
field to a scalar atomic magnetometer. Such an approach provides simultaneous
measurements of the total magnetic field and two polar angles relative to the
plane of magnetic field rotation. Crucially, it avoids several metrological
difficulties associated with vector magnetometers and gradiometers. We describe
in detail the fundamental, systematic, and practical limits of such vector
magnetometers. We use a field rotation rate faster than the spin relaxation
rate. We show that it eliminates a class of systematic effects associated with
heading errors in alkali-metal scalar magnetometers. We investigate several
other systematic effects, such as Berry's phase frequency shift and the effects
of eddy currents in nearby conductors. We also derive fundamental limits on the
sensitivity of such sensors and show that the vector sensitivity can approach
the sensitivity of scalar atomic magnetometers.
- Abstract（参考訳）: 凝縮物や原子物理学系を含むベクトル磁場測定には様々なセットのアプローチがある。
しかし、これらは全て様々な制限に悩まされており、最も広く使われている高感度ベクトル磁力計は軟磁性材料を用いたフラックスゲートである。
ここでは、スカラー原子磁気センサに外部回転磁界を適用することにより、ベクトル磁気センサを記述する。
このようなアプローチは、磁場の回転面に対する全磁場と2つの極角の同時測定を提供する。
重要なことに、ベクター磁力計やグラディメーターに関連するいくつかの気象上の問題を避ける。
このようなベクトル磁気センサの基本的・体系的・実用的限界について詳述する。
回転速度はスピン緩和速度よりも速い。
その結果,アルカリ金属スカラー磁力計の方位誤差に伴う系統的影響が排除された。
ベリーの位相周波数シフトや近くの導体における渦電流の影響など,その他の系統的効果について検討する。
また,このようなセンサの感度に対する基本的な限界を導出し,ベクトル感度がスカラー原子磁気センサの感度に近づくことを示す。
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