Podrobno

Magnetometer z optičnim črpanjem
ID Semelbauer, Klemen (Avtor), ID Beguš, Samo (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (13,51 MB)
MD5: 5B54EB3C8FA1702DC9D575A88A7FD45E

Izvleček
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.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:kvantni optični magnetometer, optična magnetometrija, akusto-optična modulacija, prosti indukcijski odziv (FID), Larmorjeva precesija
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Tipologija:2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-173056 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:267776771 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:12.09.2025
Število ogledov:427
Število prenosov:167
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Optical pumping magnetometer
Izvleček:
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.

Ključne besede:quantum optical magnetometer, optical magnetometry, acousto-optic modulation, free induction decay (FID), Larmor precession

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj