[發明專利]一種自激式銫-133元素光泵磁力儀

在審

• 申請號: 201410444711.8
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104181604A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 許慶豐;許貴琳;李明;周捷;謝俊杰;莫翔
• 申請（專利權）人: 上海通用衛星導航有限公司
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00
• 代理公司: 上海藍迪專利事務所 31215
• 代理人: 張翔

1.一種自激式銫-133元素光泵磁力儀，其特征在于它包括光系組件（1）及電子組件（2），光系組件（1）與電子組件（2）之間用無磁性電纜連接，所述光系組件（1）包括銫原子燈（3）、第一窄帶干涉濾光片（4）、第二窄帶干涉濾光片（8）、紅外聚焦透鏡（5）、偏振分光棱鏡（6）、銫蒸汽室（7）及硅光電池（9），銫蒸汽室（7）外部繞有勵磁線圈（71）及正向加熱線圈（72）、反向加熱線圈（73）；所述銫原子燈（3）、第一窄帶干涉濾光片（4）、紅外聚焦透鏡（5）、偏振分光棱鏡（6）、銫蒸汽室（7）、第二窄帶干涉濾光片（8）、硅光電池（9）依次排列并安裝處于同一軸線上；高頻交流電激發銫原子燈（3）發光，經過第一窄帶干涉濾光片（4）后，紅外聚焦透鏡（5）聚焦為平行光，通過偏振分光棱鏡（6）后變為右旋圓偏振光，隨后經過銫蒸汽室（7）被氣態的銫133原子調制，再經過第二窄帶干涉濾光片（8）濾除雜散光，照射到硅光電池（9）上，變為電信號輸出；所述電子組件（2）包括溫度控制器（11）、高頻驅動器（10）、低噪聲前置放大器（13）及后級驅動器（12），由光系組件（1）輸出的硅光電池信號經過低噪聲前置放大器（13）放大，通過后級驅動器（12）穩定幅度，信號輸入光系組件（1）中銫蒸汽室（7）外部的勵磁線圈（71）中，構成一個量子反饋震蕩器，該振蕩器輸出的頻率信號即為與外部磁場成正比的正弦波信號，通過測量正弦波信號的頻率即可測量外部磁場值；溫度控制器（11）控制銫原子燈（3）及銫蒸汽室（7）的溫度，高頻驅動器（10）產生110?MHz～130?MHz的信號驅動銫原子燈發光。

2.根據權利要求1?所述的自激式銫-133元素光泵磁力儀，其特征在于所述紅外聚焦透鏡（5）的焦距僅對于894nm的單色光線。

3.根據權利要求1?所述的自激式銫-133元素光泵磁力儀，其特征在于所述偏振分光棱鏡（6）由一對高精度直角棱鏡膠合而成，其中一個棱鏡的斜邊上鍍有偏振分光介質膜，對894nm波長附近的光線透過率達90%以上，直接將自然光變為右旋圓偏振光。

4.根據權利要求1?所述的自激式銫-133元素光泵磁力儀，其特征在于所述銫蒸汽室（7）為圓柱體，直徑24.5mm?～25.5mm，長19.5mm?～20.5mm；銫原子燈（3）直徑為9.5mm?～10.5mm的球型玻璃泡。

5.根據權利要求1?所述的自激式銫-133元素光泵磁力儀，其特征在于銫蒸汽室（7）外部的勵磁線圈(71)為沿銫蒸汽室圓柱體外部繞制，線圈磁場的軸向與經過銫蒸汽室內的光路軸向相同，勵磁線圈(71)的圈數為5～7。

6.根據權利要求1?所述的自激式銫-133元素光泵磁力儀，其特征在于所述銫蒸汽室（7）外部還繞有正向加熱線圈（72）及反向加熱線圈（73）。