【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近期，上海光機所空間激光信息技術研究中心周田華、馮衍項目組在高空鈉層磁場測量的研究中取得進展，利用自主研發(fā)的高功率黃光激光器，基于門控光子計數(shù)技術遠程測量到了高空鈉層(85-100公里)磁場。該技術已申請發(fā)明(公開號：CN110161433A)，相關研究成果發(fā)表在[Journal of Geophysical Research: Space Physics, 124，7505-7512 (2019)]。
遠程測量中間層的地磁場將為測繪地球巖石圈磁場，監(jiān)測與極光相關的磁擾動，以及對極地地區(qū)的電離層電流進行長期連續(xù)測量提供有力的工具。目前，已報道的中間層磁場測量均基于相敏檢測技術，然而，當回波光子速率太低時，濾波不能給出連續(xù)信號，相敏檢測技術難以運用。門控光子計數(shù)技術的優(yōu)點在于：在回波光子數(shù)極少的條件下依然適用；同時在背景光抑制方面具有獨特優(yōu)勢，可通過距離門控有效抑制來自其他源(瑞利散射、米散射和激光)的干擾；并且可以收集特定高度鈉層發(fā)射的熒光，在實現(xiàn)高度可分辨磁場測量方面具有潛在應用。
門控光子計數(shù)原理圖
項目組基于門控光子計數(shù)和直接脈沖重復頻率掃描，利用中間層鈉原子在磁場中的自旋進動設計了高空磁場測量方案。該技術利用強度調(diào)制激光束對中間層鈉原子進行光抽運，掃描脈沖重復頻率，使用地基大孔徑望遠鏡收集熒光回波以推斷磁場。外場試驗得到了中科院成都光電所的大力支持，在中科院云南天文臺麗江天文觀測站1.8 m口徑望遠鏡上測到了穩(wěn)定的中間層鈉原子的磁光共振曲線，成功驗證了該項技術。
實測典型磁光共振信號
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