Monolithically Integrated 3D Atomic Chip for Quantum Optical Magnetometry

磁强计 炸薯条 材料科学 光电子学 磁场 物理 电气工程 工程类 量子力学
作者
Ziji Wang,Junming Wu,Gong Sun,Jintang Shang
出处
期刊:Journal of microelectromechanical systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:33 (1): 102-109
标识
DOI:10.1109/jmems.2023.3337513
摘要

A monolithically integrated 3D atomic chip for weak magnetic field detection is presented in this work. A 14.8 ohm MEMS thin film non-magnetic micro heater is monolithically integrated onto a micro spherical alkali vapor cell to realize on-chip atomic density control. Both magnetic and thermal characteristics of the non-magnetic heater are analyzed theoretically. Based on the heater-integrated atomic chip, a chip-scale scalar atomic magnetometer is realized and tested in a magnetic shield. Effect of heating noise suppression methods including high frequency heating, noise-shifting heating and high precision feedback control on magnetometer performance is experimentally analyzed. By further analyzing and eliminating glitch noise in output signal, magnetic noise floor of the constructed device reduced by over 88 %. The proposed atomic chip is especially advantageous for future low-cost and high integration quantum optical magnetometry. [2023-0152]
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