Детальная информация

Название: Квантовые магнитометры для задач навигации и магнитной картографии: выпускная квалификационная работа бакалавра: направление 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» ; образовательная программа 11.03.02_06 «Оптические телекоммуникационные системы»
Авторы: Кирова Кристина Романовна
Научный руководитель: Баранцев Константин Анатольевич
Организация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт электроники и телекоммуникаций
Выходные сведения: Санкт-Петербург, 2022
Коллекция: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Тематика: квантовый магнетометр; резонанс; метод магнитного резонанса; магнитный момент; спин; магнитное поле; оптическая накачка; квантовые переходы; quantum magnetometer; resonance; magnetic resonance method; magnetic moment; spin; magnetic field; optical pumping; quantum transitions
Тип документа: Выпускная квалификационная работа бакалавра
Тип файла: PDF
Язык: Русский
Уровень высшего образования: Бакалавриат
Код специальности ФГОС: 11.03.02
Группа специальностей ФГОС: 110000 - Электроника, радиотехника и системы связи
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2022/vr/vr22-2610
Права доступа: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение)
Дополнительно: Новинка
Ключ записи: ru\spstu\vkr\18582

Разрешенные действия:

Действие 'Прочитать' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети

Группа: Анонимные пользователи

Сеть: Интернет

Аннотация

Тема выпускной квалификационной работы: «Квантовые магнитометры для задач навигации и магнитной картографии». Данная дипломная работа посвящена квантовым магнитометрам, позволяющим с прецизионной точностью измерять характеристики слабых магнитных полей, магнитного поля Земли, а также его аномалий. В результате измерений можно получить данные о направлении движения в случае дезориентации. Рассмотрены основные принципы и необходимые условия наблюдения эффекта магнитного резонанса, на которых базируется работа данных устройств. Проведенный анализ поведения частицы, обладающей магнитным моментом в постоянном и переменном магнитных полях, приводит к результату: частица эффективно взаимодействует с высокочастотным циркулярно поляризованным магнитным полем, частота которого равна резонансному значению. Выполнение данного условия обеспечивает исправную работу измерительного устройства. Цели и задачи данной дипломной работы: Обзор литературы по теме работы, изучение принципов работы и характеристик квантовых магнитометров. Составление математической модели магнитного резонанса, возбуждаемого в атоме Rb-87 на сверхтонких уровнях с полным моментами F=1 и F=2. Реализация математической модели в программной среде. Исследование динамики поляризации магнитного момента и формы контура магнитного резонанса для различных начальных условий возбуждения атома. Поиск условий, обеспечивающих максимальную чувствительность квантового магнитометра на основе магнитного резонанса.

The subject of the graduate qualification work is "Quantum magnetometers for navigation and magnetic cartography". The object of research is a quantum magnetometer with optical pumping on a rubidium atom. The given work is devoted to quantum magnetometers, which make it possible to measure with precision the characteristics of weak magnetic fields, the Earth's magnetic field, as well as its anomalies. As a result of measurements, it is possible to obtain data on the direction of movement in case of disorientation. The basic principles and necessary conditions for observing the magnetic resonance effect, on which the operation of these devices is based, are considered. The analysis of the behavior of a particle with a magnetic moment in constant and alternating magnetic fields leads to the result: the particle effectively interacts with a high-frequency circularly polarized magnetic field, the frequency of which is equal to the resonant value. The fulfillment of this condition ensures the correct operation of the measuring device.Goals and objectives of this thesis:Review of the literature on the topic of the work, study of the principles of operation and characteristics of quantum magnetometers. Compilation of a mathematical model of magnetic resonance excited in the Rb-87 atom at hyperfine levels with total moments F=1 and F=2.Implementation of a mathematical model in a software environment. Investigation of the dynamics of the polarization of the magnetic moment and the shape of the magnetic resonance contour for various initial conditions of atomic excitation. Search for conditions that ensure maximum sensitivity of a quantum magnetometer based on magnetic resonance.

Права на использование объекта хранения

Место доступа Группа пользователей Действие
Локальная сеть ИБК СПбПУ Все Прочитать
Внешние организации №2 Все Прочитать
Внешние организации №1 Все
Интернет Авторизованные пользователи СПбПУ Прочитать
Интернет Авторизованные пользователи (не СПбПУ, №2) Прочитать
Интернет Авторизованные пользователи (не СПбПУ, №1)
-> Интернет Анонимные пользователи

Оглавление

  • ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
  • ВВЕДЕНИЕ
  • 1 Обзор литературы
  • 1.1 Общие сведения о магнитометрах
  • 1.2 Протонные магнитометры
  • 1.3 Магнитометр Оверхаузера
  • 1.4 Квантовый магнитометр с оптической накачкой
  • 1.5 Классификация КМОН
  • 1.5.1 Магнитометр MX-типа
  • 1.5.2 Магнитометр MZ-типа
  • 2 Ядерный магнитный резонанс
  • 2.1 Описание состояния системы в квантовой механике
  • 2.1.1 Свойства волновой функции
  • 2.1.2 Уравнение Шредингера
  • 2.2 Метод магнитного резонанса на атомных пучках
  • 2.2.1 Явление магнитного резонанса
  • 3 Математическая модель
  • 3.1 Математическая модель магнитного резонанса в атоме рубидия с полным моментом 𝑭=1
  • 3.1.1 Решение без переменного магнитного поля
  • 3.1.2 Система уравнений с переменным магнитным полем
  • 3.2 Математическая модель магнитного резонанса в атоме рубидия с полным моментом 𝑭=2
  • 3.2.1 Решение без переменного магнитного поля
  • 3.2.2. Решение с переменным магнитным полем
  • 3.3 Оценка полученных результатов
  • 3.3.1 Поляризация магнитного момента
  • 3.3.2 Форма контура магнитного резонанса
  • 3.3.3 Параметр качества
  • ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  • СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Статистика использования

stat Количество обращений: 0
За последние 30 дней: 0
Подробная статистика