量子精密测量装置与仪器中心
本中心面向于世界科技前沿和国家重大需求,以培养量子精密测量装置与仪器领域的高端人才为目标,研究指标领先的超高灵敏极弱磁场测量装置、超高灵敏惯性测量装置、超高灵敏计量原子磁强计、地磁环境下高灵敏原子磁强计、高精度原子陀螺仪等的系列装置与仪器,满足前沿基础物理学领域的研究需求,以及极弱磁场计量、磁异常探测、人体健康监测、深空磁探测、高精度惯性导航等国家重大需求,同时支撑国家重大科技基础设施建设。
截止2023年2月,本中心目前共有教师及博后20名,其中院士1人,兼职院士2人,国家级杰出人才1人、优青1人、国家级海外高层次青年人才2人、教授8人、副教授6人,研究生90余名,下设研究生部和专业研究所。研究生部负责研究生管理、培养及思政工作,提升人才培养水平。专业研究所聚焦共性关键技术攻关,包括高性能激光器研究所、低噪声磁屏蔽材料及技术研究所、抗弛豫碱金属气室研究所、微振动抑制研究所等。
挑战极弱磁场测量灵敏度纪录,面向电偶极矩测量等前沿基础物理学命题,研制基于无自旋交换弛豫效应的超高灵敏极弱磁场测量装置,重点研究原子自旋系综弛豫抑制、高性能超低噪声磁屏蔽、高精度原子自旋进动信号检测、装置多物理场耦合分析与抑制等关键技术。
团队2008年起在国内率先开展了基于SERF效应的极弱磁场测量的研究,2013年起团队承担了国家自然科学基金委重大科研仪器专项“基于原子自旋效应的超高灵敏磁场与惯性测量实验研究装置”,经过6年的研究,突破了多项关键技术,成功研制出基于原子自旋SERF效应的超高灵敏磁场测量装置,2019年磁场梯度差分测量灵敏度优于此前国际公开报道的最好指标。未来依托国家重大科技基础设施,计划将灵敏度进一步提高,实现持续引领,并开展电偶极矩测量等前沿基础物理学命题的研究。
挑战惯性角速度测量灵敏度纪录,面向CPT、第五种力等前沿基础物理学命题,研制基于无自旋交换弛豫效应的超高灵敏惯性测量装置,重点研究自旋系综高效极化与超极化、核自旋自补偿、高性能窄线宽激光器、微弱低频振动高效抑制等关键技术。
团队2008年起在国内率先开展了基于SERF效应的惯性测量研究,2013年起在国家自然科学基金委重大科研仪器专项支持下,成功研制出基于原子自旋SERF效应的超高灵敏惯性测量装置,2019年惯性测量灵敏度优于此前国际公开报道的最好指标。同时,团队开展了第五种力测量研究并取得突破性进展,引起广泛关注。未来依托国家重大科技基础设施,计划将灵敏度进一步提高,实现持续引领,并开展CPT、第五种力测量等前沿基础物理学命题的研究。
面向极弱磁计量测试、深空磁探测等国家重大需求,研制超高灵敏计量原子磁强计,重点研究小型化高可靠抗弛豫碱金属气室、高精度磁场线圈与磁场闭环控制、小型化原子磁强计集成与测试等关键技术。目前团队研制的集成化便携式计量原子磁强计,灵敏度优于国外公开报道最好指标。未来将继续提升计量原子磁强计的测量灵敏度,同时突破极弱磁计量标定及溯源等关键技术,满足高性能磁屏蔽系统、高灵敏度弱磁传感器的计量测试需求。
面向磁异常探测、人体健康监测等领域重大需求,研制地磁环境下高灵敏原子磁强计,重点研究小型化光泵磁强计、非线性磁光旋转磁强计、相干布居囚禁磁强计等种类量子磁强计的新方法和新技术。
面向我国对新一代惯性导航系统的急需,研制高精度原子自旋陀螺仪,重点研究原子自旋系统闭环操控、电子自旋-核自旋耦合噪声抑制、小型化高稳定半导体激光器、原子陀螺仪多物理场误差抑制等关键技术。团队于2015年开始原子自旋陀螺仪原理样机研制,零偏稳定性超过了国外公开报道的最优指标;本装置将支撑高精度原子自旋陀螺原理样机研制,为运动载体的姿态控制、长时间高精度自主导航提供有力支撑,实现惯性导航技术的跨代发展,服务于国家重大需求。
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