[發明專利]光泵磁力儀吸收室吸收比的測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201210539351.0
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN102981190A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 周志堅;何聰;連明昌;程德福;王君
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域：

本發明涉及一種高精度地球物理測量儀器，尤其是用光泵作用原理測試光泵磁力儀吸收室吸收比的裝置及收比的測試方法。

背景技術：

目前，光泵磁力儀主要應用于航空探測、海洋探測和空間探測。它以具有一定磁矩的原子在外磁場中產生塞曼分裂(Zeeman?Effect)為基礎，并采用光泵技術和磁共振技術研制而成。探頭中的吸收室是該種磁力儀的重要組成部分。決定光泵效果的主要因素有吸收室體積、充氣氣壓和氣體純度等，其制作的優劣會直接影響測量準確度和靈敏度，甚至導致光泵磁力儀不能工作。

利用高頻振蕩電路將樣品原子激勵至亞穩態，同時利用光譜燈產生的D線照射吸收室，使原子磁矩定向排列。通過檢測光泵作用前后透過吸收室的光強的變化來判斷光泵作用的強弱。定義吸收D線的程度為吸收比δ：

δ=V1-V2V1×100%]]>

其中，V₁是激勵光譜燈，沒激勵吸收室時，透過吸收室的光敏元件輸出電壓；V₂是同時激勵光譜燈時，透過吸收室的最小光敏元件輸出電壓。

現有檢測吸收室是否合格的方法是在制作完吸收室后裝入探頭，通過測試探頭的整體效果來判斷吸收室的光敏電壓V₂和吸收比δ。這種方法存在很多問題，比如當探頭的整體效果不好時，就不能判定一定是吸收室的問題，即便確認是吸收室的問題后，還必須從抽真空開始重新制作吸收室，既浪費了材料，又延長了磁力儀的制作周期。

吉林大學張振宇博士論文“氦光泵磁測技術研究”敘述了測試吸收比的物理原理，并未設計出具體的實用裝置和在線測試方法。

發明內容：

本發明的目的就在于針對上述向有技術的不足，提供一種在線測試的光泵磁力儀吸收室吸收比的測試裝置；

本發明的另一目的就在于提供一種在線測試的光泵磁力儀吸收室吸收比的測試方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明是通過對吸收室吸收比的在線觀測，調節吸收室內的壓強，使吸收比大于30%，實現對吸收比的測試，滿足光泵磁力儀對吸收室的要求。

光泵磁力儀吸收室吸收比的測試裝置，是由光泵探頭、光敏電壓采集電路和抽真空-充氣設備構成，其特征在于，所述的光泵探頭是由高頻振蕩電路1分別激勵燈室2和吸收室4，燈室2發出的光經偏振組件3變成平行圓偏振光后照射吸收室4，透過吸收室4的圓偏振光穿過透鏡5會聚于光敏元件6，光敏元件6將光信號轉換成電流信號，經電流電壓轉換器7將電流信號轉換成電壓信號后送入光敏電壓采集電路8，吸收室4與抽真空-充氣設備工位15中任意接頭燒接構成。

所述的光敏電壓采集電路是由模數轉換器16經.微處理器18分別連接液晶顯示器17和按鍵控制器19構成。

一種光泵磁力儀吸收室吸收比的測試方法，包括以下步驟：

a、開啟抽真空-充氣設備9，將吸收室4與抽真空-充氣設備9中的工位15中任意接頭燒接；

b、高頻振蕩電路1分別激勵燈室2和吸收室4，燈室2產生的光經過偏振組件3后變成圓偏振光，用圓偏振光去激勵吸收室4的原子，使其產生光泵作用；

c、通過抽真空-充氣設備9的低真空泵10、高真空渦輪分子泵11和超高真空濺射離子泵12對吸收室4抽真空，吸收室4的真空度通過指示單元14顯示；

d、再通過抽真空-充氣設備9的充氣單元13對吸收室4充入氣體，指示單元14實時顯示所充氣體的壓強；

e、檢測裝置初始化；

f、對吸收室4充完氣后，高頻振蕩器電路1分別激勵燈室2和吸收室4，燈室2發出的光經偏振組件3變成平行圓偏振光后照射吸收室4，透過吸收室4的圓偏振光穿過透鏡5會聚于光敏元件6，光敏元件6輸出的直流電壓經電流電壓轉換器7將電流信號轉換成電壓信號，再經光敏電壓采集電路8將數字信號送至微處理器18，微處理器18對信號進行處理，并在液晶顯示器17上顯示光敏電壓V₁；