徐强锋，王学锋，邓意成，桑建芝，卢向东，孙晓洁

(北京航天控制仪器研究所，北京 100039)

0 引 言

现有磁力仪中能够用来测量数百纳特斯拉磁感应强度的有磁通门磁力仪、SQUID磁力仪、SERF磁力仪和CPT磁力仪[1]。在这些磁力仪中，磁通门磁力仪矢量磁场测量的准确度较低[2]。卫星上，往往采用准确度较高的标量磁力仪与磁通门磁力仪组合的方式来测量地磁场，标量磁力仪对磁通门磁力仪的测量结果进行校准，以长期维持地磁场测量的绝对准确度[3]。SQUID磁力仪体积较大，构成复杂，不适合搭载到卫星上用于某种测量目的[4]。SERF磁力仪具有极高灵敏度，理论上可达aT级别[5]，但目前仍处于原理样机试制阶段，技术还不够成熟。CPT磁力仪不但无长期漂移，体积小，结构简单，并且具有较高的灵敏度[6]，将可能在空间弱磁测量领域发挥应用优势。本文提出一种通过压窄CPT磁力仪EIT信号线宽可以实现数百纳特斯拉弱磁场测量的方法。文章建立EIT信号分离条件及其线宽对弱磁场测量范围影响的仿真模型，对线宽压窄后的CPT磁力仪进行100 nT磁感应强度测量验证，并进行了整机的线性度和噪声测试。

1 CPT磁力仪工作原理

CPT磁力仪利用光场、磁场与碱金属原子之间的量子干涉效应实现磁场测量。在磁场中，碱金属原子的超精细能级F，都会劈裂成2F+1个塞曼子能级，且塞曼子能级的间隔与外加磁场成正比[7]。以Rb87原子为例，当相干双色光场为左旋圆偏振光，且与外加磁场平行时，原子系统可能会产生3组Λ型子系统，如图1所示（本文后续都以此种情况为例）。……