Dual-Axis Closed Loop of a Single-Beam Atomic Magnetometer: Toward High Bandwidth and High Sensitivity

磁强计 生物磁学 物理 磁场 带宽(计算) 灵敏度(控制系统) 解耦(概率) 光学 核磁共振 电子工程 计算机科学 工程类 计算机网络 量子力学 控制工程
作者
Junjian Tang,Yueyang Zhai,Binquan Zhou,Bangcheng Han,Gang Liu
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:70: 1-8 被引量:14
标识
DOI:10.1109/tim.2021.3112797
摘要

Atomic magnetometers operated in spin-exchange relaxation-free (SERF) have the potential to replace superconducting quantum interference devices (SQUIDs) in the field of biomagnetism. Here, we demonstrate the dual-axis closed-loop control of a single-beam SERF magnetometer that allows sensing of two orthogonal magnetic fields simultaneously and independently with suppressed cross-talk effect, achieved by applying a rotating modulation field and using of the negative feedback. Operating in the dual-axis closed-loop mode with a miniature 4 × 4 × 4 mm 87Rb cell, we achieve magnetic field sensitivity of 20 fT/Hz1/2 and a bandwidth of 1.8 kHz. In addition to the experimental study of the sensitivity and bandwidth, we perform a theoretical analysis to the dual-axis response and develop an effective decoupling method. The implementation of closed-loop control enables the magnetometer to be robust against the disturbance of the ambient field, which could enlarge the dynamic range, enhance the systematic stability, and suppress the cross-talk effect. Such a simple, yet high-performance SERF magnetometer could be suitable as a promising candidate in the field of biomagnetism, allowing for a denser sensor array and opening up new possibilities for the noninvasive biomagnetic imaging.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
tiinn完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
小李完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
晴子发布了新的文献求助10
刚刚
HuiYmao完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
Eve完成签到 ,获得积分10
1秒前
小马甲的应助被mmm采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
agathahqs发布了新的文献求助10
1秒前
高兴一德发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
完美世界的应助被司忆采纳,获得10
2秒前
2秒前
落寞语兰发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
落寞语兰发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
边边角角落落完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
咕噜咕噜发布了新的文献求助10
4秒前
落寞语兰发布了新的文献求助10
4秒前
落寞语兰发布了新的文献求助10
4秒前
落寞语兰发布了新的文献求助10
4秒前
落寞语兰发布了新的文献求助10
5秒前
落寞语兰发布了新的文献求助10
5秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7953225
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9428968
关于积分的说明 20993291
捐赠科研通 7534432
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3369440
关于科研通互助平台的介绍 2505299
邀请新用户注册赠送积分活动 2401411