[發明專利]高空間分辨率磁場檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201710017847.4
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106707202B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 高秀敏;曾祥堉;苗玉;詹秋芳;張榮福
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

1.一種高空間分辨率磁場檢測方法，采用高空間分辨率磁場檢測裝置，該裝置包括原子氣體室(1)、偏振非均勻分布矢量光束光源(2)、光束偏轉掃描器(3)、探測光源(4)、光電探測器(6)、處理分析單元(7)，所述原子氣體室(1)的底層(102)和頂層(101)設置反射膜，頂層(101)上方設有光電探測器(6)，光電探測器(6)連接處理分析單元(7)，所述原子氣體室(1)一側外設有偏振非均勻分布矢量光束光源(2)、光束偏轉掃描器(3)，探測光源(4)，其特征在于，其步驟為：1)偏振非均勻分布矢量光束光源(2)出射的偏振非均勻分布矢量光束經過光束偏轉掃描器(3)光束傳播方向發生改變，從原子氣體室(1)側面入射實現多次反射動態原子蒸氣泵浦；2)探測光源(4)出射探測光束從原子氣體室(1)側面入射，在原子氣體室(1)的底層(102)和頂層(101)發生多次反射，有部分探測光透射出頂層(101)發生透射形成探測光束陣列(5)；3)原子氣體室(1)的頂層(101)透射的探測光束陣列(5)經過偏振分光鏡陣列的分光后，被光電探測器(6)接收，光電探測器(6)將陣列信號傳給信息處理分析單元(7)進行分析；4)光束偏轉掃描器(3)實現偏振非均勻分布矢量光束泵浦路線掃描，重復步驟3)，信息處理分析單元(7)對數據分析空間差異性的光電分布信息，實現高空間分辨率磁場檢測。

2.根據權利要求1所述的高空間分辨率磁場檢測方法，其特征在于：所述原子氣體室(1)采用長方體透明結構，在原子氣體室(1)的底層(102)和頂層(103)設置的反射膜對偏振非均勻分布矢量光束光源(2)出射的偏振非均勻分布矢量光束反射率為97％；原子氣體室(1)內測的底層(102)設置的反射膜對探測光源出射探測光束的反射率為97％，原子氣體室(1)內測的頂層(101)設置的反射膜對探測光源出射探測光束的反射率值為80％-95％之間；在原子氣體室(1)內測的側壁設置有增透膜。

3.根據權利要求1所述的高空間分辨率磁場檢測方法，其特征在于：所述偏振非均勻分布矢量光源(2)出射光路上設置有光束偏轉掃描器(3)，光束偏轉掃描器(3)為光譜分光鏡振鏡，對偏振非均勻分布矢量光源(2)出射光束的反射率為99％，對探測光源出射探測光束的透射率為99％。

4.根據權利要求1所述的高空間分辨率磁場檢測方法，其特征在于：所述的偏振非均勻分布矢量光源(2)為徑向偏振圓偏振復合激光光源或方位角偏振圓偏振復合激光光源。

5.根據權利要求1所述的高空間分辨率磁場檢測方法，其特征在于：所述的光電探測器(6)為二維光電探測器，二維光電探測器為電荷耦合器件或互補金屬氧化物半導體電傳感器。

6.根據權利要求1所述的高空間分辨率磁場檢測方法，其特征在于：所述的原子氣體室(1)為堿金屬原子氣體室。

7.根據權利要求1所述的高空間分辨率磁場檢測方法，其特征在于：所述步驟2)的具體方法為：探測光源(4)出射探測光束從原子氣體室(1)側面入射，在入射在原子氣體室(1)側面之前，光路經過光束偏轉掃描器(2)的光譜分光鏡振鏡的光譜分光鏡光學作用面上；在光譜分光鏡光學作用面上，偏振非均勻分布矢量光束和探測光束的入射點重疊；探測光束在原子氣體室(1)的底層(102)和頂層(101)發生多次反射，每次經過原子氣體室(1)的頂層(101)反射時，有部分探測光發生透射。

8.根據權利要求1所述的高空間分辨率磁場檢測方法，其特征在于：所述步驟3)的具體方法為：原子氣體室(1)的頂層(101)透射的探測光束陣列經過偏振分光鏡陣列(5)的分光后，偏振分光鏡陣列(5)為等間距設立偏振分光鏡，間距與室探測光束在原子氣體頂層發生透射的透射點間距一致，每個透射點透射光束被相對應的一片偏振分光鏡分光，在偏振分光鏡陣列(5)的每個偏振分光鏡兩側形成光束；偏振分光后的所有光束被光電探測器(6)接收，光電探測器(6)將陣列信號傳給信息處理分析單元(7)進行分析。