сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Метод определения коэффициента модуляции магнитометрической системы квантового датчика вращения
https://doi.org/10.17586/0021-3454-2026-69-3-253-261
Аннотация
Рассматривается задача выбора коэффициента модуляции для магнитометрической системы квантового датчика вращения (КДВ) в целях повышения отношения сигнал/шум при проведении измерений. Представлены экспериментальные результаты, демонстрирующие возможность оценки качества резонанса в ячейке КДВ двумя различными способами: классическим лабораторным методом, основанным на варьировании коэффициента модуляции и анализе амплитуды выходного сигнала, и предлагаемым методом, основанным на оценке параметров магнитометрического сигнала. Также проведено сравнение времени, затрачиваемого на реализацию каждого из методов. На основе этих исследований сформирован подход к выбору значения коэффициента модуляции, учитывающий текущее качество резонанса в системе.
Об авторах
А. Н. Шевченко
Концерн «ЦНИИ „Электроприбор“»
Россия
Россия
Александр Николаевич Шевченко — лаборатория; заместитель начальника лаборатории
Санкт-Петербург
В. В. Чалков
Концерн «ЦНИИ „Электроприбор“»
Россия
Россия
Виктор Викторович Чалков —лаборатория; инженер
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Пешехонов В. Г. Перспективы развития гироскопии // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28, № 2 (109). С. 3–10. DOI 10.17285/0869-7035.0028.
2. Вершовский А. К., Литманович Ю. А., Пазгалев А. С., Пешехонов В. Г. Гироскоп на ядерно-магнитном резонансе: предельные характеристики //Гироскопия и навигация. 2018. Т. 26, № 1 (100). С. 55–80.
3. Bloch F. Nuclear Induction // Physical Rev. 1946. Vol. 70. P. 460–473. DOI: 10.1103/PhysRev.70.460.
4. Popov E. N., Barantsev K. A., Litvinov A. N. Theoretical simulation of a signal for a scheme of an atomic spin gyroscope with optical detection // Kvantovaya Elektronika. 2019. Vol. 49, N 2. P. 169–177. DOI:10.1070/QEL16720.
5. Ding M. Development and prospect of quantum sensing technology // Материалы ХХ конф. молодых ученых „Навигация и управление движением“ с международным участием / Под общ. ред. В. Г. Пешехонова. СПб: ЦНИИ „Электроприбор“, 2018. С. 21–22.
6. Walker T. G., Larsen M. S. Spin-Exchange-Pumped NMR Gyros // Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics. 2016. Vol. 65. P. 373—401. DOI: 10.48550/arXiv.1604.03982.
7. Cohen-Tannoudji C., Dupont-Roc J., Haroche S., Laloe F. Diverses résonances de croisement de niveaux sur des atomes pompés optiquement en champ nul. I. Théorie// Revue de Physique Appliquée. 1970. Vol. 5. P. 95—101. DOI: 10.1051/rphysap:019700050109500.
8. Eklund E. Microgyroscope based on spin-polarized nuclei: Extended Abstract of PhD Thesis. University of California, Irvine, 2008. 228 p.
9. Чалков В. В., Шевченко А. Н. Исследование системы захвата и стабилизации лазера детектирования квантового датчика вращения // Материалы ХXIII конф. молодых ученых „Навигация и управление движением“ с международным участием / Под общ. ред. В. Г. Пешехонова. СПб: ЦНИИ „Электроприбор“, 2021. С. 193–195.
10. Шаршавин П. В. Интеграция прецизионного магнитометра с бортовой аппаратурой беспилотного летательного аппарата // Решетневские чтения. 2011. № 15. С. 197–198 [Электронный ресурс]: https://cyberleninka.ru/article/n/integratsiya-pretsizionnogo-magnitometra-s-bortovoy-apparaturoy-bespilotnogo-letatelnogo-apparata, 01.07.2025.
11. Feng Tang1, Ai-xian Li, Ke Zhang, Yanhua Wang, Nan Zhao. Optimizations of the parametric-modulation atomic magnetometer in the nuclear magnetic resonance gyroscope// Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 2019. Vol. 52, N 20. P. 205001. DOI: 10.1088/1361-6455/ab2a99.
12. Ke Zhang, Zhihuang Luo, Feng Tang1, Nan Zhao1, Yanhua Wang. Experimental optimization of atomic magnetometer in nuclear magnetic resonance gyroscope // Japanese Journal of Appl. Phys. 2020. Vol. 59, N 3. P. 030907. DOI: 10.35848/1347-4065/ab6caf.
13. Wenhao Luo, Hong Zhang, Yan Liu, Xiaogang Wei, Xiaonan Zhang, Yanhua Wang, Renfu Yang. A dual-axis high-order harmonic and single-axis phase-insensitive demodulation atomic magnetometer for in situ NMR detection of Xe // Journal of Appl. Phys. 2022. Vol. 132, Iss. 14. P. 144401. DOI: 10.1063/5.0096583.
14. Zhiguo Wanga, Baolun Yuana, Hongchang Zhaoa, Miao Chenc, Xiang Zhan, Hui Luo. Optically pumped NMR oscillator based on 131Xe nuclear spins // Journal of Magnetic Resonance. 2021. Vol. 326. P. 106959. DOI: 10.1016/j. jmr.2021.106959.
15. Xiujie Fang, Kai Wei, Yueyang Zhai, Tian Zhao, Xu Chen, Mingti Zhou, Ying Liu, Danyue Ma, Zhisong Xiao. Analysis of effects of magnetic field gradient on atomic spin polarization and relaxation in optically pumped atomic magnetometers // Optics Express. 2022. Vol. 30, N 3. P. 3926–3940. DOI: 10.1364/OE.447041.
16. Чалков В. В., Шевченко А. Н. Определение параметров магнитного экрана квантового датчика вращения на основе анализа формы параметрического резонанса цезия // Альманах научных работ молодых ученых Университета ИТМО. СПб: 2019. С. 157–160.
Рецензия
Для цитирования:
Шевченко А.Н., Чалков В.В. Метод определения коэффициента модуляции магнитометрической системы квантового датчика вращения. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2026;69(3):253-261. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2026-69-3-253-261
For citation:
Shevchenko A.N., Chalkov V.V. Method for Determining the Modulation Coefficient of the Magnetometric System of a Quantum Rotation Sensor. Journal of Instrument Engineering. 2026;69(3):253-261. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/0021-3454-2026-69-3-253-261
Просмотров:
100
JATS XML
Послать статью по эл. почте 