激光铯光泵磁力仪是一种用来测量磁场总强度的绝对磁测仪器,它是以铯原子的能级在磁场中产生塞曼效应为基础,利用激光泵浦和射频磁场产生光磁双共振的原理而制成的,激光抽运铯原子是磁力仪结构的核心部分。本文首先简要介绍了铯(Cs)原子的基本性质、能级结构以及在外磁场中如何进行I-J耦合形成超精细结构并发生塞曼分裂形成塞曼子能级,在此基础上给出光泵磁力仪的理论分析和系统设计原理。对磁力仪中的相关器件进行了详细的说明,重点说明了作为抽运光源部分的894 nm半导体激光器的性能参数对光抽运效应的作用。然后在简单三能级系统参照下,深入分析了左旋圆偏振激光光束对铯原子各塞曼子能级的抽运机理。从分析可知铯原子塞曼子能级偏极化程度(各塞曼子能级粒子数的非均衡分布)越高,探测的光磁共振信号越强。本文利用M. L. Harris等人得出的光学布洛赫方程近似形式,分析计算了铯原子基态Fg=4、Fg=3和激发态Fe=4各塞曼子能级粒子数变化的速率方程,由此可获得各能级粒子数随时间演化的函数,并分析了激光光强,失谐频率及偏振态对铯原子各塞曼子能级粒子数的影响。从而可以选择合适的激光器输出参数,使基态Fg=4各塞曼子能级粒子偏极化程度最大。因此选择合适的激光器输出参数对提高铯原子的偏极化程度、提高光磁共振信号、改善激光光泵铯磁力仪磁测的灵敏度、稳定性具有重要意义。