星载绝对磁场测量仪方案研究

本项目研究一种基于光泵原理的绝对磁场测量仪方案，它将适用于未来的地球磁场测绘。这种仪器的原理是基于Zeeman效应和CPT效应，利用可调谐激光照射87Rb蒸汽，测量吸收谱线，利用双CPT吸收谱线的频率距离，测量绝对磁场大小。这一方案的特点是测量无死区、准确度高且不受温度影响，体积小重量轻。本项目采用原理研究、实验验证、方案设计的技术路线，最终设计星载样机的设计方案。

针对我国在地磁测绘、空间环境研究等领域对于精确磁场探测的需求，本项目研究了基于CPT效应的星载绝对磁场测量仪的方案。通过项目前期的调研，CPT效应的绝对磁场传感器，具有无死区、温度适应性好的特点，适合在航天航空磁场测绘领域的应用。本项目首先对CPT效应磁场测量原理进行深入研究，根据CPT效应的特点提出磁场探测的初步方案。在此基础上，在实验室条件下实现了CPT效应，并进行了准确的磁场探测，验证了这一原理的基本性能。针对航天领域应用，对于绝对磁场测量仪的激光调制控制、光路传输方案、信号解调方案等进行了设计和试验，并论证这些环节对指标的影响。最终提出了完整的星载绝对磁场测量仪方案。.本项目的主要成果是在实验室验证CPT效应探测磁场的基础上，提出了绝对磁场测量仪星上载荷的方案，并对其中的关键问题进行了必要的试验和论证。另外还研制了星载绝对磁场测量仪传感器的样机，在设计上考虑了将其安装在星外后的力学、热等环境因素。本项目的设计的方案经论证可以实现优于0.5nT的绝对磁场精度。本项目的研究成果可以为未来开展这一载荷的研制提供理论和技术基础。