高压功率放大器在核磁共振陀螺研究中的应用

实验名白镢梧螂称：核磁共振陀螺内嵌磁力仪的横向弛豫时间在线测量方法实验

研究方向：精密测量

测试目的：

　　核磁共振陀螺中探测光频率变动将导致内嵌磁力仪所测信号幅度的变动，进而导致陀螺的零偏漂移。根据核磁共振陀螺结构特点，提出了一种集成式探测激光稳频方法，即对探测光频率加上一个幅度调制，然后对平衡探测器接收到的光强信号作一次谐波解调，得到稳频误差信号，通过PID反馈控制可将探测光频率稳定在某个合适的参考点。具体分析了该方法的原理和稳频精度影响因素，然后介绍了集成有探测光稳频系统的核磁共振陀螺实验装置并实验验证了该稳频技术的可行性，在目前系统条件下可实现稳频精度优于10MHz。该技术不需要外部稳频系统，有利于核磁共振陀螺的小型化。

测试设备：ATA-4012高压功率放大器、数据采集卡、磁控电路板、锁相放大器。

实验过程：

图：NMRG实验系统装置实物图

　　原子气室周围环绕三维亥姆霍兹磁场线圈和磁场梯度线圈，如下图所示，线圈的黑色骨架为具有绝缘特性的亚克力材料，线圈的导线为无氧铜线，线圈导线和电源使用屏蔽线连接。线圈中通入的电流由数据采集卡和专门的磁控电路板驱动。

图：在不同的原子气室温度条件下磁力仪的吸收信号实验结果

　　在和仿真相同的实验方式和实验条件下，在不同的原子气室温度条件下，吸收信号的实验结果在上图中用不同颜色和形状的点表示。三个吸收曲线的中心频率有微小的相对偏移，偏移的原因推测是随着温度的升高87Rb原子自旋的极化场也增强，使得z轴磁场发生变化，导致87Rb原子磁共振频移；但是这不影响弛豫时间的测量结果，横向弛豫速率仅由吸收曲线的线宽决定。

图：ATA-4012高压功率放大器指标参数

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