Polymer dielectrics are extensively studied for applications in electronics pulsed power systems owing to their excellent processability, high breakdown strength and low energy loss. To synergistically achieve high energy density and high discharge efficiency, we report an asymmetric three-layer all-polymer composite, which consists of a mixture of P(VDF-HFP) and P(St-MMA) as an intermediate layer sandwiched between a linear polymer P(St-MMA) dielectric layer and a nonlinear polymer P(VDF-HFP) dielectric layer. The results of the study showed that a high efficiency of 94.14 % and a high energy discharge density of 14.86 J/cm3 were achieved concurrently. In this case, the linear dielectric layer provides high energy efficiency, and the high energy density is provided by the nonlinear layer dielectric layer. In particular, the middle layer can effectively balance the electric field distribution, which improves the breakdown strength and increases the energy density. The structural design of asymmetric three-layer all-polymer films provides an effective way to realize high-performance dielectric energy storage materials.

Abstract Polarization moments play a crucial role in measuring magnetic fields for nonlinear magneto‐optical rotation (NMOR) atomic magnetometers. However, it is challenging to distinguish between each polarization moment and evaluate its effect on the magnetic resonance response signal in an alkali vapor cell with buffer gas. To address this issue, a method is proposed to identify different polarization moments through the frequency shift of the magnetic resonance response signal. The proportion of each polarization moment is determined, and it is demonstrated that the magnetic resonance response signal is affected by the hexadecapole moment, resulting in a frequency shift and a decrease in signal amplitude. To mitigate this effect, an approach is investigated to manipulate the polarization moments by flipping the phase of the pump light. Ultimately, a 15.19% increase in response amplitude is achieved in the simulated geomagnetic environment within the magnetic shield barrel. The theory and method presented here provide strong support for the study of the polarization moments in an alkali vapor cell with buffer gas, which potentially enhance the performance of NMOR atomic magnetometers.