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摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景

    1.1.1 磁测的意义

    1.1.2 磁测技术的发展

1.2 研究现状

    1.2.1 主要磁测仪器

    1.2.2 主要磁梯度测量系统

1.3 研究意义

1.4 主要研究内容与论文结构安排

    1.4.1 研究内容

    1.4.2 论文结构安排

第2章 激光氦光泵磁测原理及磁梯度测量系统总体设计

2.1 引言

2.2 激光氦光泵磁测量理论基础

    2.2.1 氦原子结构

    2.2.2 氦原子能级与塞曼分裂

    2.2.3 激光的产生

    2.2.4 氦原子极化过程

    2.2.5 氦原子去极化过程

2.3 激光氦光泵磁共振信号

    2.3.1 磁测公式与射频扫描法

    2.3.2 共振信号的模型建立

    2.3.3 磁测灵敏度估算

2.4 激光氦光泵磁梯度测量系统设计及传感关键技术

    2.4.1 激光氦光泵磁梯度测量系统设计

    2.4.2 激光氦光泵磁梯度测量传感技术研究重点

2.5 本章小结

第3章 氦光泵磁传感器激光源及光电技术研究

3.1 引言

3.2 半导体激光源关键技术研究

    3.2.1 基于ECDL的激光源设计与波长控制技术研究

    3.2.2 基于氦原子饱和吸收谱的波长稳定技术研究

    3.2.3 ECDL激光源输出光束测试

3.3 双路输出激光源集成优化设计

    3.3.1 基于DFB的集成化双路输出激光源设计

    3.3.2 双路激光源输出光束测试

3.4 磁传感器光路设计与光电转换技术研究

    3.4.1 磁传感器光路组成及结构设计

    3.4.2 光电转换技术研究

3.5 本章小结

第4章 氦光泵磁传感器吸收室激励技术研究

4.1 引言

4.2 吸收室电气特性研究与激励能量源方案设计

    4.2.1 吸收室激励技术放电类型选择

    4.2.2 吸收室电气特性仿真

    4.2.3 吸收室激励能量源整体方案设计

4.3 高压激励技术研究

    4.3.1 吸收室击穿电压研究

    4.3.2 高压脉冲电路设计

4.4 高频激励技术研究

    4.4.1 高频激励技术方案设计

    4.4.2 高频能量源电路设计

    4.4.3 发射端电路阻抗匹配技术研究

    4.4.4 接收端电路阻抗匹配技术研究

4.5 匹配网络性能仿真与电路性能测试

    4.5.1 发射端匹配网络仿真实验

    4.5.2 接收端匹配网络仿真实验

    4.5.3 激励电路性能测试与分析

4.6 本章小结

第5章 氦光泵磁信号检测技术研究

5.1 引言

5.2 射频调制技术研究

    5.2.1 射频调制法检测原理

    5.2.2 射频调制线圈研究与设计

    5.2.3 射频调制磁场参数对共振信号形态影响研究

5.3 数字调频技术研究

    5.3.1 共振信号检测系统数字化模型研究

    5.3.2 数字化频率调制器研究与设计

5.4 本章小结

第6章 激光氦光泵磁传感器与磁梯度测量系统性能测试

6.1 引言

6.2 测试条件

    6.2.1 测试环境构建

    6.2.2 主要测试设备

6.3 激光源与气体放电灯光源传感器性能对比

    6.3.1 测试方法

    6.3.2 测试结果分析

6.4 激光氦光泵磁传感器灵敏度测试

    6.4.1 共振信号线宽和吸收峰幅度测试

    6.4.2 噪声功率谱密度测试

    6.4.3 传感器灵敏度计算

6.5 激光氦光泵磁梯度测量系统性能测试

    6.5.1 双路磁传感器磁测数据对比

    6.5.2 磁梯度测量效果

6.6 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 主要研究工作

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