基于电子自旋-核自旋耦合的高精度核磁共振磁强计极化与检测方法研究

基本信息
批准号:61503353
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:万双爱
学科分类:
依托单位:中国航天科工飞航技术研究院
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:汪世林,秦杰,高浦泽,王宇虹,杨磊,孙晓光,田晓倩
关键词:
自旋进动检测原子磁强计磁强计自旋极化核磁共振磁强计
结项摘要

Nuclear magnetic resonance magnetometer (NMRM) with high precision and small size, is one of key sensors for magnetic anomaly detection system, which is significant for improving the efficiency of marine resource exploration and target recognition of underwater. The NMRM precision depends on the polarization as well as the precession detection sensitivity of nuclear spin. The nuclear spin is surrounded by the outer electron, it is difficult to directly polarize the nuclear spin by the means of optical and magnetic. Moreover, the traditional polarization and sensitive detection methods will reduce the relaxation time of nuclear spin and extra error, which has become the key obstacle to improve the precision of NMRM. Focusing on this problem, this project proposes a new NMRM based on electron-nuclear coupled spins, investigates the relaxation mechanism of the electron-nuclear coupled spins, develops the high efficiency polarization and high sensitivity precession detection methods based on Nonlinear Magneto Optical Rotation. As a result, this project expects to provide a significant polarization and precession detection manipulation methods reference for developing the high precision NMRM.

核磁共振磁强计具有高精度、小体积等优点,是磁异常探测的核心传感器之一,对于提高海洋资源勘探、水下目标识别效能具有重要意义。该磁强计的精度主要由核自旋极化率、进动检测灵敏度、核自旋弛豫时间决定。由于核自旋被外层电子包围,难以采用光场、磁场等手段对核自旋系综进行直接高效地作用,传统的高效极化与高灵敏检测方法又会导致核自旋弛豫时间的降低以及额外误差的引入,制约了磁强计精度的提高。该项目针对上述难题,提出基于电子自旋-核自旋耦合结构的核磁共振磁强计,研究电子自旋-核自旋耦合弛豫机理、电子自旋-核自旋高效耦合极化、核自旋进动的非线性磁光旋转检测方法,为我国发展高精度的核磁共振磁强计提供极化与检测操控方法参考。

项目摘要

核磁共振磁强计具有高精度、小体积等优点,是磁异常探测的核心传感器之一,对于提高海洋资源勘探、水下目标识别效能具有重要意义。本项目主要完成了电子自旋-核自旋耦合弛豫建模与参数优化、电子自旋-核自旋耦合高效极化方法、核自旋进动的NMOR高灵敏检测方法、电子自旋-核自旋耦合系综综合操控实验等研究内容,提出并验证了一套基于电子自旋-核自旋耦合的核磁共振磁强计极化与检测方法,并应用于核磁共振磁强计原理样机,支撑了核磁共振磁强计原理样机性能的持续推高。发表学术论文6篇,其中SCI5篇;申请发明专利5项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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