[發明專利]用于心磁測量的主動磁屏蔽式激光泵浦磁力儀

在審

• 申請號: 201810064780.4
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108392195A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 程翔;劉華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B5/04
• 分類號: A61B5/04
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種用于心磁測量的主動磁屏蔽式激光泵浦磁力儀，其特征在于，包括：位于三維亥姆霍茲線圈內的三維旋轉平臺以及依次設置于三維旋轉平臺上的作為載波光源的泵浦激光光源、λ/4波長光學鏡片系統、銫原子氣室、光電二極管和光泵磁力儀信號檢測電路系統，其中：原子氣室內的堿金屬電子將其受靜磁場和射頻磁場作用產生的拉莫進動調制到泵浦激光，由光電二極管將光信號轉換為電信號并輸出至光泵磁力儀信號檢測電路系統，經光泵磁力儀信號檢測電路系統解調后得到拉莫進動的信號并得出磁場信息。

2.根據權利要求1所述的激光泵浦磁力儀，其特征是，所述的三維旋轉平臺設置于X/Y/Z三軸正交亥姆霍茲線圈中心，初始安裝位置方向為X/Y/Z三軸正交亥姆霍茲線圈中心沿Z軸方向；該三維旋轉平臺用于承載銫原子氣室、λ/4波長光學鏡片系統、泵浦激光光源、光電二極管和光泵磁力儀信號檢測電路系統，該三維旋轉平臺內置兩個旋轉軸，從而能夠在X、Y、Z軸之間互相旋轉。

3.根據權利要求1所述的激光泵浦磁力儀，其特征是，所述的光泵磁力儀信號檢測電路系統，包括：光電轉換電路、前置放大電路、消除偏置電路、后置放大電路和濾波電路，其中：光電轉換電路將來自光電二極管的電流信號轉換為電壓信號，經由前置放大電路、消除偏置電路和后置放大電路依次進行放大、消除偏置和二次放大，由濾波電路輸出濾波后的電壓調制信號。

4.一種基于上述任一權利要求所述主動磁屏蔽式激光泵浦磁力儀的磁屏蔽方法，其特征在于，通過三維旋轉平臺依次沿x、y、z軸旋轉并測得三軸方向上的環境磁場大小后，光泵磁力儀控制系統控制三維亥姆霍茲線圈的電源產生相對應驅動電流，驅動電流在X/Y/Z三維亥姆霍茲線圈中心產生與每個主動磁屏蔽式激光泵浦磁力儀測量得到的磁場大小相同的反向磁場，反向磁場將銫原子氣室的環境磁場抵消，即在三維亥姆霍茲線圈中心處的環境磁場大小為零，實現主動屏蔽環境磁場的目的。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征是，所述的三軸方向上的環境磁場，通過以下方式測得：當銫原子氣室、λ/4波長光學鏡片系統、泵浦激光光源和光電二極管位于X軸時，光泵磁力儀信號檢測電路系統檢測出X軸方向的環境磁場大小；當銫原子氣室、λ/4波長光學鏡片系統、泵浦激光光源和光電二極管位于Y軸時，光泵磁力儀信號檢測電路系統檢測出Y軸方向的環境磁場大小；當銫原子氣室、λ/4波長光學鏡片系統、泵浦激光光源和光電二極管位于Z軸時，光泵磁力儀信號檢測電路系統檢測出Z軸方向的環境磁場大小。