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World File Search System磁力仪
处理头盔中磁场传感器的信息...
摘要 在 21 世纪，磁测量被广泛应用于许多不同的应用中。在本文中，我们介绍了磁测量在军用飞机头盔提示系统 (HMCS) 中的实际应用。我们从研究问题和提出的解决方案（想法）开始。接下来，描述头盔系统运行的理论基础。在此，我们包括地球磁场的特性及其建模（WMM 2015、IGRF 12、EMM2017），以及在平面线圈、亥姆霍兹线圈和反亥姆霍兹线圈中产生的磁场分布理论。在后面的详细部分，我们描述了 HMCS 应用的计量方面以及测试中使用的不同磁力仪的特性，以及示例测试结果。最后，我们描述了正在进行的研究，而在总结中，我们介绍了在 HMCS 系统中航空电子实现磁现象的进一步研究可能性和潜在研究方向。
立方体卫星越来越多地被指定用于要求精确指向和稳定性的天文和地球观测任务
立方体卫星越来越多地被指定用于要求严格的天文和地球观测任务，在这些任务中，精确指向和稳定性是关键要求。立方体卫星很难达到这样的精度，主要是因为它们的转动惯量很小，这意味着即使是很小的干扰扭矩，例如由剩磁矩引起的扭矩，也会对纳米卫星的姿态产生重大影响，当需要高度的稳定性时。此外，硬件在功率、重量和尺寸方面的限制也使这项任务更具挑战性。最近，萨里大学开展了一项博士研究计划，以研究立方体卫星的磁特性。研究发现，通过良好的工程实践，如减少使用导磁材料和最小化电流环路面积，可以减轻干扰。本文讨论了纳米卫星干扰的主要来源，并介绍了一项调查和简要介绍磁性清洁技术，以最大限度地减少剩磁场的影响。它的主要目的是为立方体卫星社区提供指导，以设计未来具有改进姿态稳定性的立方体卫星。然后，我们介绍了迄今为止对立方体卫星和纳米卫星的残余磁偶极子测定新技术的发现。该方法通过在航天器上实施八个微型三轴磁力仪网络来执行。它们用于在轨道上实时动态确定航天器的磁偶极子的强度、方向和中心。该技术将有助于减少磁干扰的影响并提高立方体卫星的稳定性。开发了一个软件模型和一个使用八个通过 Raspberry-Pi 控制的磁力仪的硬件原型，并使用 Alsat-1N 立方体卫星的吊杆有效载荷和为验证目的而开发的磁空心线圈成功进行了测试。引用本文：A. Lassakeur、C. Underwood、B. Taylor 和 R. Duke，《立方体卫星和纳米卫星的磁清洁度计划以提高姿态稳定性》，《航空航天技术杂志》，第 13 卷，第 1 期，第 25-41 页，2020 年 1 月。
飞行后分析 — 最终报告 — 重力探测器 B
1.1 什么是重力探测器B？。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1.2 探索实验真理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1.3 GP-B 飞行任务。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 1.4 两种爱因斯坦效应 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 1.5 为什么要进行另一次爱因斯坦测试？。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 1.6 实验设计和“接近零点” 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。....................6 1.7 独特和非凡的技术 ......。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.........................7 1.7.1 世界上最完美的陀螺仪。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。....7 1.7.2 陀螺悬挂系统（GSS） ................。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.8 1.7.3 用于陀螺仪方向读数的SQUID磁力仪 ......................................9 1.7.4 指向望远镜 ........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...........10 1.7.5 将导星的运动与遥远的类星体联系起来 ...........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 1.7.6 杜瓦瓶。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...... div>............11 1.7.7 航天器控制—九个自由度 ......。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...... div>.......13 1.8 管理实验 ..... < /div>.....。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。....13 1.9 GP-B 航天器 .......< div> 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 1.10 在轨运行。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 1.11 异常解决。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18 1.12 管理项目风险。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 1.13 一次成功的任务。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。20 1.14 GP-B 的更广泛遗产。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。22
![arXiv:2010.10488v1 [quant-ph] 2020 年 10 月 20 日](/simg/9\9667e30a96c60615ac674929050f9ac637377da1.webp)
arXiv:2010.10488v1 [quant-ph] 2020 年 10 月 20 日
量子 Fisher 信息 (QFI) 量化了从量子状态估计参数的最终精度，可以视为量子系统作为量子传感器的可靠性度量。然而，估计混合状态的 QFI 通常是一项计算要求很高的任务。在这项工作中，我们提出了一种称为变分量子 Fisher 信息估计 (VQFIE) 的变分量子算法来解决此任务。通过估计 QFI 的下限和上限，基于保真度的界限，VQFIE 输出实际 QFI 所在的范围。然后可以使用此结果变分准备最大化 QFI 的状态，以用于量子传感的应用。与以前的方法相比，VQFIE 不需要了解传感器动力学的显式形式。我们模拟了磁力仪设置的算法，并展示了随着状态纯度的提高，我们的界限越来越紧。对于这个例子，我们将我们的界限与文献界限进行了比较，并表明我们的界限更紧。
通过量子自旋传感器对具有可变波矢的磁振子激发进行纳米级检测
摘要：我们报道了通过近距离氮空位 (NV) 单自旋传感器对磁性绝缘体 Y 3 Fe 5 O 12 薄膜中具有宽波矢范围的磁振子进行光学检测。通过多磁振子散射过程，激发的磁振子在 NV 电子自旋共振频率下产生波动磁场，从而加速 NV 自旋的弛豫。通过测量 NV 中心发射的自旋相关光致发光的变化，可以光学访问波矢可变至 ∼ 5 × 10 7 m − 1 的磁振子，从而为揭示磁系统中潜在的自旋行为提供了另一种视角。我们的结果凸显了 NV 单自旋量子传感器在探索新兴自旋电子材料的纳米级自旋动力学方面提供的重大机遇。关键词：量子传感、氮空位磁力仪、自旋波、磁绝缘体
噪声压缩原子态的自旋噪声光谱
自旋噪声光谱正在成为一种强大的技术，用于研究各种自旋系统的动力学，甚至超越其热平衡和线性响应。在此背景下，我们展示了一种非标准模式的自旋噪声分析，应用于由 Bell-Bloom 原子磁力仪实现的非平衡非线性原子系统。由外部泵驱动并进行参数激发，该系统已知会产生噪声压缩。我们的测量不仅揭示了磁共振时原子信号正交的噪声分布的强烈不对称性，而且还提供了对其产生和演化背后机制的洞察。特别是，识别了光谱中的结构，允许研究噪声过程的主要依赖性和特征时间尺度。获得的结果与参数诱导的噪声压缩兼容。值得注意的是，即使在宏观原子相干性丧失的状态下，噪声谱也能提供有关自旋动力学的信息，从而有效提高测量的灵敏度。我们的信函推广自旋噪声谱作为一种多功能技术，用于研究各种自旋磁传感器中的噪声压缩。
使用 OPM 进行非侵入性功能性脑成像-...
介绍了一种基于光泵磁力仪 (OPM) 的非侵入式功能性脑成像系统。基于 OPM 的脑磁图 (MEG) 系统具有 20 个与受试者头皮相符的 OPM 通道。我们对三名受试者进行了两项 MEG 实验：使用基于 OPM 的 MEG 系统和基于超导量子干涉装置 (SQUID) 的商用 MEG 系统评估体感诱发磁场 (SEF) 和听觉诱发磁场 (AEF)。我们通过计算基于 OPM 的 MEG 系统产生的等效电流偶极子 (ECD) 位置与基于商用 SQUID 的 MEG 系统计算出的 ECD 位置之间的距离来交叉验证我们系统的稳健性。我们对这三名受试者的 SEF 和 AEF 反应都实现了亚厘米级的精度。由于 OPM 通道与头皮的距离较近（12 毫米），预计未来基于 OPM 的 MEG 系统将提供增强的空间分辨率，因为与采用 SQUID 的传统 MEG 系统相比，它们将捕获更精细的空间特征。
磁通门矢量磁强计：用于地面、无人机和机载磁测的多传感器设备
简介 磁法有多种应用，例如采矿勘探、未爆炸弹药 (UXO) 探测和考古学 (Nabighian 等人，2005)。概念始终相同：测量由于地面磁化不均匀性而导致的磁场横向变化。根据勘测目的，测量范围很广，从地面几平方米到高海拔的平方公里。通常，磁数据是使用标量磁强计利用光泵或质子进动原理获得的。它们给出场的总磁强度 (TMI) 的伪绝对值。但是，这种技术有一些局限性。基于进动（质子和 Overhauser）的磁强计坚固耐用且非常简单。它们的灵敏度约为 0.1 纳特斯拉 (nT)，但采样率不能超过几赫兹，这对于高速测量或测量更高频率的时间变化可能会有问题。基于光泵浦的磁强计具有高灵敏度，通常低于 0.01 nT。采集率高达几十分之一赫兹，但它们比进动类型更复杂且更脆弱。无论如何，测量的 TMI 包括设备本身的磁效应，这对精确测量来说是一个问题。磁化设备越大，它应该安装在离磁强计越远的地方。因此，紧凑型设备的设计十分困难。我们通过使用磁通门矢量磁力仪克服了这些限制。
Bruno Gavazzi、Pauline Le Maire、Marc Munschy、Aline Dechamp。磁通门矢量磁力仪：用于地面、无人机和机载磁测的多传感器设备。Leading Edge，2016，35 (9)，第 795-797 页。 10.1190/tle35090795.1。hal-01624847
简介 磁法有多种应用，例如采矿勘探、未爆炸弹药 (UXO) 探测和考古学 (Nabighian 等人，2005)。概念始终相同：测量由于地面磁化不均匀性而导致的磁场横向变化。根据勘测目的，测量范围很广，从地面几平方米到高海拔的平方公里。通常，磁数据是使用光泵或质子进动原理的标量磁强计获得的。它们给出场的总磁强度 (TMI) 的伪绝对值。但是，这种技术有一些局限性。基于进动（质子和 Overhauser）的磁强计坚固耐用且非常简单。它们的灵敏度约为 0.1 纳特斯拉 (nT)，但采样率不能超过几赫兹，这对于高速测量或测量更高频率的时间变化可能会有问题。基于光泵浦的磁强计具有高灵敏度，通常低于 0.01 nT。采集率高达几十分之一赫兹，但它们比进动类型更复杂且更脆弱。无论如何，测量的 TMI 包括设备本身的磁效应，这对精确测量来说是一个问题。磁化设备越大，它应该安装在离磁强计越远的地方。因此，紧凑型设备的设计十分困难。我们通过使用磁通门矢量磁力仪克服了这些限制。
微型原子磁传感器在...中的应用
新一代微型超高灵敏度原子磁强计正在开发中，并已集成到军事系统中。这些新系统整合了微机电系统、原子物理学、光学、电磁学和数据采集方法方面的进步，在总磁场灵敏度方面实现了创纪录级别的性能，同时实现了尺寸、重量和功率的大幅降低。非常小规模的传感器（大约几立方厘米）已在标量和矢量模式下进行了演示，并集成到各种国防应用的设计中。我们工作的重点是将这些传感器实际集成到操作平台中。在工作环境中使用这些传感器有许多意义，例如优化信噪比、检测概率和误报缓解。为各种军事目标检测、定位和特性描述任务开发可在地球磁场中有效运行的传感器模块和平台的挑战是巨大的。我们研究平台和环境噪声的缓解以及传感器阵列和相关数据采集系统的开发。除了建模和模拟之外，还通过初步实验数据研究了传统低频磁力仪的变化和增强。特别是，我们讨论了传感器控制、目标地理定位和数据处理的独特部署概念。重点放在针对平台子集（小型无人地面、无人海底和无人驾驶飞行器）和感兴趣的目标定制的具有特定带宽灵敏度的原型上。应用包括海底和地下威胁检测配置 - 特别是与固定或移动爆炸物和紧凑金属目标（如弹药、简易威胁装置、潜艇和其他危险物体）相关的配置。我们展示了微型磁传感器的当前和未来特性的潜力，包括非常高的磁场灵敏度、带宽选择性、源场控制和阵列处理。