[發明專利]一種銣原子磁力儀

在審

• 申請號: 201710651911.4
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107656219A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 崔敬忠;楊世宇;繆培賢;廉吉慶;王劍祥;陳大勇;楊煒;涂建輝
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 楊志兵,仇蕾安

技術領域

本發明涉及一種銣原子磁力儀，屬于原子磁力儀技術領域。

背景技術

弱磁探測是一個非常重要且具有很大發展前景的研究方向。目前，主要是采用超導量子干涉器件(Superconducting Quantum Interference Device)進行弱磁探測，其對于微弱磁場的測量具有高的靈敏度，但是該磁力儀裝置復雜、對工作環境要求高、使用維護成本高，普適性差，不利于弱磁探測的研究發展。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種銣原子磁力儀，所述磁力儀依據磁場中原子與光場相互作用的原理，結合磁光共振頻率與外磁場之間的關系，實現空間弱磁環境的絕對測量；所述磁力儀具有靈敏度高、能耗低、成本低、體積小等優點，在空間與地球物理、深空磁場探測、軍事反潛、生物醫學等方面都有著廣泛的應用前景，具有重要的研究價值。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種銣原子磁力儀，所述磁力儀包括抽運激光器、λ/4波片、探測激光器、偏振片、原子氣室、偏振分束器、光探測器放大器以及信號處理單元；

原子氣室置于待測磁場中，λ/4波片置于抽運激光器與原子氣室之間的光路上，偏振片置于探測激光器與原子氣室之間的光路上，且所述兩條光路相互垂直；原子氣室先后依次與偏振分束器、光探測器、放大器、信號處理單元電氣連接，用于對原子氣室中銣原子與抽運激光以及探測激光相互作用所產生的含磁信息的調制光學信號進行處理、分析，得到待測磁場的磁場強度。

進一步的，抽運激光器產生的抽運激光與探測激光器產生的探測激光的失諧度為2kHz～20kHz，優選5kHz～10kHz。

抽運激光器輸出的光功率為30mW～50mW。

原子氣室內還充有氮氣和氬氣，且氮氣與氬氣的體積比為2～6:1。

所述銣原子磁力儀工作時，原子氣室內為恒溫環境，溫度為80℃～120℃。

有益效果：

本發明所述磁力儀通過對磁場中銣原子與光場相互作用產生的磁光旋轉效應進行檢測，再利用磁光共振頻率與外磁場之間的關系，通過高靈敏度低噪聲弱磁檢測技術實現磁場的準確測量。

本發明所述磁力儀具有靈敏度高、能耗低、成本低、體積小等優點，在空間與地球物理、深空磁場探測、軍事反潛、生物醫學等方面都有著廣泛的應用前景，具有重要的研究價值。

附圖說明

圖1為本發明所述銣原子磁力儀的結構示意圖。

圖2為實施例中所述銣原子的磁光共振檢測信號圖。

圖3為采用實施例中銣原子磁力儀測得的磁場信號圖。

其中，1-抽運激光器，2-λ/4波片，3-探測激光器，4-偏振片，5-原子氣室，6-偏振分束器，7-光探測器，7-1-光探測器Ⅰ，7-2-光探測器Ⅱ，8-放大器，9-信號處理單元。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步闡述，其中，所述方法如無特別說明均為常規方法，所述原材料如無特別說明均能從公開商業途徑而得。

一種銣原子磁力儀，所述磁力儀包括抽運激光器1、λ/4波片2、探測激光器3、偏振片4、原子氣室5、偏振分束器6、光探測器Ⅰ7-1、光探測器Ⅱ7-2、放大器以8及信號處理單元9，如圖1所示；

各部件之間的組裝關系如下：原子氣室5置于待測磁場中，λ/4波片2置于抽運激光器1與原子氣室5之間的光路上，偏振片4置于探測激光器3與原子氣室5之間的光路上，且所述兩條光路相互垂直；原子氣室5先后依次與偏振分束器6、光探測器7、放大器8、信號處理單元9電氣連接，用于對原子氣室5中銣原子與抽運激光以及探測激光相互作用所產生的含磁信息的調制光學信號進行處理、處理，得到待測磁場的磁場強度；