[發明專利]一種光纖型CPT原子磁力儀物理系統

在審

• 申請號: 201710150233.3
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106932738A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 盧向東;張笑楠;寇軍;孫曉潔;曹建勛;王學鋒;王巍
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種光纖型CPT原子磁力儀物理系統，其特征在于包括：主機、第一單模保偏光纖(21)、光纖起偏器(3)、第二單模保偏光纖(22)、光纖1/4波片(4)、原子氣室(5)、雙絞加熱絲(6)、溫度傳感器(7)、第一光纖連接器(81)和第三單模保偏光纖(23)；其中，

所述主機包括尾纖VCSEL激光器(1)、光纖光電探測器(9)、第二光纖連接器(82)和溫控單元(10)；

所述雙絞加熱絲(6)繞設于所述原子氣室(5)的外表面，所述溫度傳感器(7)設置于所述原子氣室(5)的外表面，所述雙絞加熱絲(6)和所述溫度傳感器(7)通過溫控電纜(11)分別與溫控單元(10)相連接；所述雙絞加熱絲(6)用于在所述原子氣室(5)內產生熱量，所述溫控單元(10)通過所述溫度傳感器(7)控制所述原子氣室(5)的溫度；

所述尾纖VCSEL激光器(1)用于產生線偏振光，所述線偏振光經所述第一單模保偏光纖(21)傳輸到光纖起偏器(3)后，通過調節光纖起偏器(3)獲得衰減的線偏振光，衰減后的線偏振光通過所述第二單模保偏光纖(22)到達光纖1/4波片(4)，經所述光纖1/4波片(4)轉換為圓偏振光，在緩沖氣體和外界磁場的條件下所述圓偏振光在所述原子氣室(5)內與堿金屬原子發生相互作用產生CPT光信號，所述光纖光電探測器(9)用于接收所述CPT光信號，并將所述CPT光信號轉換為CPT電信號，經過對該CPT電信號的解調和解算可獲知當前當地位置處外界磁場的標量磁場值。

2.根據權利要求1所述的光纖型CPT原子磁力儀物理系統，其特征在于：光纖起偏器(3)、第二單模保偏光纖(22)、光纖1/4波片(4)、原子氣室(5)、雙絞加熱絲(6)、溫度傳感器(7)和第一光纖連接器(81)設置于殼體(12)內。

3.根據權利要求1所述的光纖型CPT原子磁力儀物理系統，其特征在于：所述尾纖VCSEL激光器(1)通過所述第一單模保偏光纖(21)與光纖起偏器(3)相連接，光纖起偏器(3)通過第二單模保偏光纖(22)與光纖1/4波片(4)相連接，光纖1/4波片(4)、原子氣室(5)與第一光纖連接器(81)依次相連接，第一光纖連接器(81)通過第三單模保偏光纖(23)與第二光纖連接器(82)相連接。

4.根據權利要求1所述的光纖型CPT原子磁力儀物理系統，其特征在于：所述溫控單元(10)通過所述溫度傳感器(7)控制所述原子氣室(5)的溫度包括：所述溫度傳感器(7)實時監測所述原子氣室(5)的溫度并傳輸給溫控單元(10)，溫控單元(10)根據溫度實時調節雙絞加熱絲(6)產生的熱量，能夠對原子氣室(5)的長時間恒溫控制。

5.根據權利要求1所述的光纖型CPT原子磁力儀物理系統，其特征在于：所述雙絞加熱絲(6)采用無磁材料鎢絲纏繞而成。

6.根據權利要求1所述的光纖型CPT原子磁力儀物理系統，其特征在于：所述原子氣室(5)為將注入堿金屬原子及緩沖氣體的中空的光纖通過光纖拉錐技術密封而成。