[發(fā)明專利]基于混合自旋交換光泵浦的NMRG信號增強(qiáng)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410541432.3
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104266640A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅暉;劉小虎;曲天良;楊開勇;肖光宗;汪之國
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01C19/62
• 分類號: G01C19/62;G01R33/26
• 代理公司: 國防科技大學(xué)專利服務(wù)中心 43202
• 代理人: 李振

1.一種基于混合自旋交換光泵浦技術(shù)的原子核磁共振陀螺信號增強(qiáng)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1：制作原子池；

S2：對原子池抽真空，同時(shí)以300度以上高溫烘烤原子池，烘烤時(shí)間一周左右；

S3：在原子池內(nèi)真空度達(dá)到10^-5托爾以下后，將泵浦堿金屬原子和自旋碰撞交換中介物質(zhì)依次充入原子池；

S4：按照預(yù)先設(shè)計(jì)的比例，依次在原子池中充入惰性氣體原子幾托爾、緩沖氣體以及淬滅氣體原子幾十至幾百托爾；

S5：待充氣完成后，對原子池進(jìn)行熔融密封，經(jīng)熔融密封后的原子池帶有一個(gè)原子池柄；

S6：將熔融密封后的原子池以150攝氏度的溫度加熱3至5天進(jìn)行老化；

S7：老化后原子池中的過量堿金屬原子和自旋交換中介物質(zhì)將儲(chǔ)存在原子池柄中，將原子池放入原子陀螺工作系統(tǒng)中的磁屏蔽罩內(nèi)，通過無磁加熱片將原子池加熱至工作溫度(80-130)攝氏度；

S8：采用與堿金屬躍遷譜線對應(yīng)頻率的窄線寬高功率半導(dǎo)體激光器對堿金屬原子進(jìn)行泵浦，所述窄線寬高功率半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光經(jīng)過起偏器后成為線偏振光，所述線偏振光經(jīng)過分光器分成兩路：一路光經(jīng)過波片后變?yōu)閳A偏振光沿橫向照射原子池，在磁場線圈產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場的共同作用下，泵浦堿金屬原子使其極化，堿金屬原子先將自身極化傳遞給自旋碰撞交換中介物質(zhì)后，由自旋碰撞交換中介物質(zhì)再將自身極化傳遞給惰性氣體原子；

另一路光經(jīng)過一號反射鏡進(jìn)行反射并經(jīng)衰減器衰減后再由二號反射鏡進(jìn)行反射，此時(shí)光路變?yōu)榕c第一路光傳播的方向垂直，即該路光沿縱向照射原子池，通過原子池后透射的光經(jīng)三號反射鏡反射后通過光電探測器采集到電腦中，在電腦中分析堿金屬對光強(qiáng)的吸收得到原子池內(nèi)惰性氣體原子的進(jìn)動(dòng)信息，進(jìn)而解調(diào)出原子陀螺工作系統(tǒng)相對于慣性空間的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。

2.一種如權(quán)利要求1所述基于混合自旋交換光泵浦技術(shù)的原子核磁共振陀螺信號增強(qiáng)方法，其特征在于：所述步驟S1中制作原子池的方法如下：采用耐高溫的高硼硅玻璃材料，利用吹玻璃技術(shù)加工出直徑8mm-100mm的球形原子池。

3.一種如權(quán)利要求1所述基于混合自旋交換光泵浦技術(shù)的原子核磁共振陀螺信號增強(qiáng)方法，其特征在于：所述步驟S1中制作原子池的方法如下：采用微加工技術(shù)在硅基片上利用深反應(yīng)離子刻蝕和陽極鍵合方法加工出直徑近似為900μm的球形原子池。

4.一種如權(quán)利要求1、2或3所述基于混合自旋交換光泵浦技術(shù)的原子核磁共振陀螺信號增強(qiáng)方法，其特征在于：根據(jù)通光及加熱要求將原子池加工為圓柱形。

5.一種如權(quán)利要求1、2或3所述基于混合自旋交換光泵浦技術(shù)的原子核磁共振陀螺信號增強(qiáng)方法，其特征在于：根據(jù)通光及加熱要求將原子池加工為正方形。

6.一種如權(quán)利要求1所述基于混合自旋交換光泵浦技術(shù)的原子核磁共振陀螺信號增強(qiáng)方法，其特征在于：所述泵浦堿金屬為銣原子或銫原子。

7.一種如權(quán)利要求1所述基于混合自旋交換光泵浦技術(shù)的原子核磁共振陀螺信號增強(qiáng)方法，其特征在于：所述自旋碰撞交換中介物質(zhì)為K原子或其他與惰性氣體自旋交換碰撞截面較大的原子。