报告题目 (Title)：基于波混频技术的超高灵敏原子磁强计
报告人 (Speaker)：朱成杰 教授（苏州大学）
报告时间 (Time)：2026年10月28日(周三) 13:30
报告地点 (Place)：校本部G313
邀请人(Inviter)：杨希华
主办部门：理学院物理系
报告摘要（中文）：基于法拉第效应的原子磁强计通过探测磁场引起的原子基态塞曼相干和非线性磁光旋转效应，实现对微弱磁场的高灵敏测量。然而，传统单光束 Λ 型磁强计受到能量对称性所导致的非线性传播阻塞、光功率展宽以及原子自旋噪声等因素限制，难以充分利用原子介质的非线性响应。本报告介绍一种基于非弹性波混频的原子磁场探测方法：通过引入与探测光反向传播的辅助波混频光场，构建共享基态塞曼能级的交叉拉曼通道，打破探测光两圆偏振分量之间的能量对称性，实现波混频光向探测光及原子基态相干的定向能量转移。该机制能够在基本保持磁共振线宽的同时，显著增强非线性磁光旋转信号，并降低实现高信噪比测量所需的探测光功率。热铷原子实验表明，非弹性波混频可使磁光旋转信号获得数百倍增强；结合超精细能级光抽运后，信噪比增益可超过三个数量级。进一步在低密度冷铷原子体系中引入非弹性双拉曼耦合，不仅能够解除单探测光磁光旋转阻塞，还可将自旋取向噪声转移出探测通道，实现超过18 dB的磁测信噪比提升和约10 dB的自旋噪声抑制。研究结果表明，非弹性波混频能够同时实现磁光信号放大、低功率运行和原子自旋噪声抑制；若进一步结合高性能磁屏蔽、零场补偿与低噪声相敏探测，有望将该技术拓展至飞特斯拉量级磁场测量，并应用于生物磁成像、地磁探测以及基础物理精密测量。
报告人简介（中文）：朱成杰毕业于华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室，之后就职于同济大学，领航计划特聘研究员，现任苏州大学教授，博导。先后在美国国家标准与技术研究院、美国德州农工大学访问研究，长期从事量子光学与非线性光学、超冷量子气体中的非线性光学效应研究，担任第九届中国物理学会量子光学专业委员会青年委员。主持/参与国家自然基金面上项目、国家重点研发计划等项目10余项，荣获上海市扬帆计划和姑苏创新创业领军人才称号，在Science Advances、Physical Review Letters、Photonics Research、Physical Review Applied、Physical Review A/B等国内外著名学术期刊发表论文90余篇，授权发明专利1项长期从事量子光学与非线性光学的研究。目前主要聚焦在芯片冷原子系统中的量子精密测量与传感技术研究；腔量子电动力学系统中的新奇量子现象研究；超冷量子气体中的非线性光学效应研究。
