搭建了一套超高灵敏度光泵铷原子磁场计装置。观察到的磁场dispersion信号的线宽为3950nT。如果配合锁相放大器和光弹调制器构成的精密偏振测量系统，将能实现10-6-10-8的分辨率，对应于10-12T的磁场计灵敏度。这个灵敏度是目前没有良好磁屏蔽条件下的磁场计灵敏度极限。 本装置有以下几个创新点：

1 这是国内首台高灵敏度光泵碱金属磁场计。 2 我们使用了自主研发的激光器系统，大大降低了系统搭建的成本。 3 我们自制了5ppm精度的电流源，低噪声光电探测器等相关电光设备，为将来的系统升级和集成打下了坚实的技术基础。

成果内容简介：

1.光泵铷原子磁场计的灵敏度

光泵原子磁场计的量子极限灵敏度为 其中为旋磁比，为普朗克常数，均为常数。为自旋大小，电子自旋比核自旋大3个数量级，所以基于碱金属系原子（钾，铷，铯等）的光泵原子磁场计比基于核自旋的氦磁场计灵敏度要高。为蒸汽室中的总原子数，为探测时间，这两项分别受限于探测器体积和带宽。为原子磁矩相干时间，这是光泵原子磁场计灵敏度的主要限制。我们的铷蒸气室采用了缓冲气体来大幅度降低铷原子核室壁碰撞频率，提高原子的自旋相干时间。

2.激光系统

激光分泵浦光和探测光两个部分。其中泵浦光是铷原子D2线的共振光。由一个饱和吸收光谱锁频的种子光和一台注入锁定激光器组成。种子光从BEC实验装置通过一根单模光纤传输而来。这种做法节省了一套激光锁频系统，大大降低了成本。注入锁频激光的存在可以一方面大大提高泵浦激光可用的功率，同时可以用反馈环调节激光管电流来稳定激光器输出功率。和常用的声光调制器方法相比，可以节省很多成本，同时降低光路的复杂性。探测光由一台Toptica DL-DFB二极管激光器和注入锁定从激光构成。注入锁定从激光的目的和泵浦光相同。DFB激光器有很宽的mode hopping free输出波长条件范围，使我们可以方便灵活地条件探测光的波长，以获得做好的信噪比。激光系统的实物照片见图6-14