近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所量子光學(xué)重點實驗室在冷原子噴泉的相互作用區(qū)磁場評估中取得新進(jìn)展，相關(guān)成果作為編輯精選（Editor’s pick）文章發(fā)表于《美國光學(xué)學(xué)會雜志B》（J. Opt. Soc. Am. B 37, 1775-1780）。

磁場強度是最基本的物理參數(shù)，大部分精密測量領(lǐng)域都要用到測磁的相關(guān)技術(shù)。對應(yīng)冷原子噴泉鐘而言，磁場通過二階賽曼效應(yīng)引入了最大的偏移項。磁場測量是其性能評估中最基本的必要測量參數(shù)之一。更精準(zhǔn)的磁場測量和評估（包括方向、分布等參數(shù)）方法一直是科研人員努力的方向。

該項研究中，科研人員提出了一種通過測量磁敏微波躍遷干涉條紋可見度的方法，實現(xiàn)噴泉鐘微波作用區(qū)的徑向磁場分布評估。首先，通過建立磁場分布模型，從而得到不同原子經(jīng)歷不同的磁場而產(chǎn)生不同的附加相位。附加相位會造成干涉條紋的非均勻加寬，并因而影響條紋的可見度（見圖1）。根據(jù)附加相位隨冷原子自由演化時間的增加而增加的關(guān)系，科研人員設(shè)計并完成了驗證實驗（見圖2），實現(xiàn)了100pT磁場不均勻分布的測量，實驗結(jié)果與理論預(yù)期吻合較好。

相關(guān)課題組在基于原子噴泉的磁場測量領(lǐng)域取得了一系列有特色的研究成果，包括一階賽曼效應(yīng)測磁、根據(jù)不同磁敏效應(yīng)的多量程測磁、直接的磁場矢量測量、磁場非均勻補償，以及利用磁敏能級躍遷分辨和測量標(biāo)量、矢量、張量光頻移（合作）等。本項研究成果是測磁研究的又一項階段性成果，實現(xiàn)了對小范圍區(qū)域的磁場不均勻分布的測量。

該項研究得到中科院先導(dǎo)B項目支持。

圖1、可見度隨附加相位分布的變化，綠色曲線為可視度的變化，黑色、紅色、藍(lán)色曲線分別對應(yīng)干涉條紋的極大值、極小值、平均值。

圖2、測量實驗原理圖，左圖為噴泉結(jié)構(gòu)圖，右圖為改變分離振蕩場時序的示意圖。

圖3、實驗結(jié)果，上下兩張圖分別對應(yīng)圖2中的（c）和（d）的情況。