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磁场广泛存在于自然界中,对于微弱磁场的精密测量不仅应用广泛,还推动多个研究领域的进步与发展。随着量子调控与光电检测技术的快速发展,利用原子自旋进行超灵敏磁场探测的实验装置研究已成为热点。其中,无自旋交换弛豫(Spin Exchange Relaxation Free,SERF)碱金属原子磁力仪成为目前灵敏度最高的磁场测量装置,已实现的灵敏度达到0.16 fT/(?),但受限于其工作条件与磁场测量的特点,其使用范围有限。对不同类型原子磁力仪磁场测量能力的研究有助于满足不同的磁场测量要求。本文针对微弱磁场精密测量问题,参与自主搭建了铷-氙气室原子磁力仪实验装置,并对其基本特点展开研究,内容包括以下两个方面:1)实验装置基本参数测试。通过实验定标给出数据采集卡四通道噪声水平、屏蔽筒装置内匀场与脉冲线圈的线圈系数定标值、129Xe的π/2脉冲施加方法及其旋磁比,并通过实验测量给出超极化129Xe的横向与纵向弛豫时间分别约为20.6 s与21.5 s,对装置后期实验方案的设计、评估与实施具有重要的参考作用。2)实验装置磁场测量能力标定。实验标定了铷-氙气室原子磁力仪两种磁场测量方式的磁场测量能力。第一种是通过测量外磁场对87Rb原子极化的影响来测量磁场,实验标定结果给出在2100 Hz频率范围内交流磁场测量的灵敏度约为1.5 pT/(?),带宽约为2.8 kHz。第二种则是通过测量铷-氙气室内超极化129Xe的拉莫进动频率来测量外磁场,实验标定结果给出静磁场与超低频交流磁场测量能力:静磁场测量精度约为9.4 pT,测量范围超过50 μT;超低频交流磁场测量的频率上限为3.93 mHz,在频率为1 mHz和2 mHz的位置,磁场测量极限为0.392 nT与0.474 nT,频率分辨率值分别低于0.026 mHz与0.039 mHz。铷-氙气室原子磁力仪实现了对静磁场、超低频交流磁场与较高频(相比SERF原子磁力仪带宽)交流磁场的测量,具有与SERF碱金属原子磁力仪不同的磁场测量特点,具有广泛的应用前景。