芯片化是原子磁強計設計的未來發展方向。近期，中國科學院武漢物理與數學研究所CPT頻標組科研人員提出一種基于單束多色多偏振光與原子作用的磁強計探頭設計方案，可利用芯片尺寸的微型化原子氣室獲取高靈敏度磁敏信號，為芯片級高精度原子磁強計設計提供了一種可行的方案。研究結果以快報形式發表在Physical Review Applied 上。
目前技術上較為成熟的芯片級原子磁強計采用雙共振方案，其磁場靈敏度不高，在10pT/Hz1/2量級。傳統的高精度原子磁強計采用法拉第旋光原理設計，由于需采用傳播方向相互垂直的雙束光與原子作用，因此難以芯片化。高級工程師張奕等采用單束多色多偏振光與原子作用，實現了與傳統法拉第旋光效應原子磁強計方案相同的作用效果，實測得到的磁場靈敏度為20fT/Hz1/2。由于該方案采用單束光替代雙束光與原子作用，故可大大減小探頭體積，易于實現芯片化。
該項工作受到科技部重點研發計劃、自然科學基金青年基金資助。
圖：單束多色多偏振光法拉第旋光效應原子磁強計方案原理
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