20.500.12556/RUL-173056 Magnetometer z optičnim črpanjem Optical pumping magnetometer Diplomsko delo opisuje razvoj, eskperimentalno vrednotenje, delovanje in opravljanje meritev s kvantnim optičnim magnetometrom, ki temelji na optičnem črpanju kalijevih atomov in deluje v pulznem režimu. Sistem vključuje namensko izdelan akusto-optični modulator (AOM), sestavljen iz kvarčne kivete, napolnjene z alkoholom, ki jo vzbuja ultrazvočni pretvornik s frekvenco 10,9 MHz - v tekočini ustvarja stoječe akustične valove, na katerih se lomi črpalni laserski curek. To omogoča natančno preklapljanje črpalnega laserja ter učinkovito ločitev faz črpanja in detekcije ter opazovanje prostega indukcijskega odziva (FID). Detekcija temelji na zaznavanju rotacije polarizacije linearno polariziranega detekcijskega laserja zaradi spremembe v precesijski (Larmorjevi) frekvenci kalijevih atomov, ki je odvisna od zunanjega magnetnega polja in jo zazna fotodiodni detektor polarizacije. Sistem omogoča zaznavanje in ločevanje dinamičnih magnetnih pojavov, kot so nihanje feromagnetnega nihala in vrtenje ročnega vrtalnika z ekscentrično nameščenim železnim vijakom. Sočasna zaznava obeh signalov potrjuje sposobnost sistema za ločevanje več magnetnih virov v realnem času. Rezultati kažejo na visoko razmerje signal-šum (\textit{SNR}) in občutljivost v območju nanotesla, kar potrjuje, da so tudi s poenostavljeno izvedbo mogoče natančne meritve magnetnega polja. Sistem izkazuje velik potencial za nadaljnje izboljšave, kot je uporaba magnetnega gradiometra. This diploma thesis presents the development, experimental evaluation, operation, and measurement capabilities of a quantum optical magnetometer based on optically pumped potassium atoms operating in a pulsed regime. The system includes a custom-built acousto-optic modulator (AOM), constructed from a quartz cuvette filled with alcohol, excited by a 10,9 MHz ultrasonic transducer that generates standing acoustic waves. The pump laser beam is diffracted on these waves, enabling precise switching of the pump beam and effective separation of the pumping and detection phases, which allows observation of the free induction decay (FID) signal. Detection is based on measuring the rotation of the polarization of a linearly polarized probe laser, induced by changes in the precession (Larmor) frequency of potassium atoms, which depends on the external magnetic field and is detected by a photodiode polarization detector. The system can detect and distinguish dynamic magnetic phenomena, such as the oscillation of a ferromagnetic pendulum and the rotation of a handheld drill with an off-axis iron screw. Simultaneous detection of both signals confirms the system’s ability to distinguish multiple magnetic sources in real time. The results demonstrate a high signal-to-noise ratio (\textit{SNR}) and sensitivity in the nanotesla range, confirming that accurate magnetic field measurements are possible even with a simplified setup. The system shows strong potential for further improvements, such as the implementation of magnetic gradiometry. kvantni optični magnetometer optična magnetometrija akusto-optična modulacija prosti indukcijski odziv (FID) Larmorjeva precesija quantum optical magnetometer optical magnetometry acousto-optic modulation free induction decay (FID) Larmor precession true false false Slovenski jezik Angleški jezik Diplomsko delo/naloga 2025-09-12 10:45:12 2025-09-12 10:45:21 2026-02-09 11:42:24 0000-00-00 00:00:00 2025 0 0 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 62884 267776771 Semelbauer_Klemen_-_Magnetometer_z_opticnim_crpanjem.pdf Semelbauer_Klemen_-_Magnetometer_z_opticnim_crpanjem.pdf 1 5B54EB3C8FA1702DC9D575A88A7FD45E b8937f588875ad3796d514f1385b90a5a502f53eed4dc21f34713aaaba13a10b a7a2823d-8fb4-11f0-9328-0050569b8976 https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&id=217223 Fakulteta za elektrotehniko 0 0 0