四叶草形加热器

磁场均匀性提升72.4%

一种通过逆向拓扑优化设计的四叶草形加热器，能在为原子共磁力仪加热的同时，最大限度降低对目标区域的磁干扰，从而提升器件的灵敏度和稳定性。

Hao, Xia · Xiaohan, Ge · Jiale, Quan · 雷旭升 · 80268433 · Kaixuan, Zhang · Pang, Haoying

Measurement: Journal of the International Measurement Confederation 2026

参数信息

x轴磁通系数降低率

82.2 %

y轴磁通系数降低率

54.1 %

z轴磁通系数降低率

60.5 %

磁场均匀性提升

72.4 %

Allan偏差降低

29.2 %

角速率灵敏度提升

53.9 %

加热速率提升

30 %

技术优势

磁干扰大幅降低

四叶草形拓扑产生的磁场高度对称，在x、y、z轴的磁通系数分别降低82.2%、54.1%和60.5%，因此对共磁力仪核心区域的干扰显著减弱。

磁场更均匀

目标区域的磁场均匀性提升了72.4%，为共磁力仪提供了更稳定的工作磁场环境。

灵敏度提高

在系统应用中，角速率灵敏度提升了53.9%，Allan偏差降低了29.2%，使共磁力仪能够检测到更微弱的信号。

加热更快

加热速率提升约30%，能够更快达到原子共磁力仪所需的工作温度，缩短启动时间。

应用场景

• 原子共磁力仪：为SERF原子共磁力仪提供低磁干扰加热，提升灵敏度。
• 高灵敏度磁场测量：降低加热器磁干扰，从而提高磁场测量的灵敏度。
• 量子传感器：作为量子传感器的热管理组件，在加热时最小化磁干扰。
• 惯性导航：提升原子共磁力仪的角速率灵敏度，改善惯性导航精度。