[發(fā)明專利]磁場測量方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910568117.2
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110346738B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊海峰;趙志國
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽師范學(xué)院
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 單燕君

本發(fā)明涉及磁場測量技技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁場測量方法及裝置。該方法包括步驟如下：通過采用激光束在磁場內(nèi)對原子束作用產(chǎn)生激發(fā)態(tài)原子；激發(fā)態(tài)原子經(jīng)過電場后發(fā)生電離生成電離電子；探測電離電子，采集信號；通過控制激光掃描波長、調(diào)節(jié)改變激光偏振，獲得原子左旋光譜和右旋光譜；比較左旋光譜和右旋光譜，獲得二者能量的平移量，在原子單位中能量移動在數(shù)值上等于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。該方法局域性好，能夠?qū)崿F(xiàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度高效、可靠的測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁場測量技技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁場測量方法及裝置。

背景技術(shù)

磁場測量技術(shù)越來越多地用于解決重要的國民經(jīng)濟(jì)及科研問題，在軍事、資源勘探、科學(xué)研究等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。磁場的大小可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度表征，是表示磁體在其周圍空氣產(chǎn)生影響大小的量。

磁場測量主要利用磁測量儀器進(jìn)行。對于不隨時間而變化的直流磁場的測量，常用的測量儀器包括力矩磁強(qiáng)計、磁通計和沖擊檢流計、旋轉(zhuǎn)線圈磁強(qiáng)計、磁通門磁強(qiáng)計、霍耳效應(yīng)磁強(qiáng)計、核磁共振磁強(qiáng)計、磁位計等。以上方法通過物理定律將磁場強(qiáng)弱的測量轉(zhuǎn)化為其它物理量的測量，如力、電勢、光的測量。現(xiàn)有的測量方法基于較復(fù)雜的磁場依賴關(guān)系，測量精度和被測磁場感應(yīng)強(qiáng)度大小有關(guān)，使用前需要嚴(yán)格調(diào)零校準(zhǔn)。

綜上分析可知，在現(xiàn)有公開的背景技術(shù)中，發(fā)展一種原理簡單、全量程精度固定、高效可靠的新型磁場測量方法是個待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決目前磁場測量所存在的問題，提供一種磁場測量方法，同時也提供了一種用于該方法的裝置。

該方法的原理是基于原子塞曼效應(yīng)，該方法依賴于簡單的物理關(guān)系，通過測量原子左旋光譜和右旋光譜的能量移動來測量磁感應(yīng)強(qiáng)度，測量精度不會隨著磁場強(qiáng)弱的變化而改變，能夠?qū)崿F(xiàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度高效、可靠的測量。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

首先提供一種磁場測量方法，該方法包括步驟如下：

通過采用激光束在磁場內(nèi)對原子束作用產(chǎn)生激發(fā)態(tài)原子；

激發(fā)態(tài)原子經(jīng)過電場后發(fā)生電離生成電離電子；

探測電離電子，采集信號；

通過控制激光掃描波長、調(diào)節(jié)改變激光偏振，獲得原子左旋光譜和右旋光譜；

比較左旋光譜和右旋光譜，獲得二者能量的平移量，在原子單位中能量移動在數(shù)值上等于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

進(jìn)一步的，該方法的步驟具體如下：

開啟原子束產(chǎn)生器，生成原子束；

通過信號發(fā)生器生成兩個觸發(fā)信號，分別用于觸發(fā)產(chǎn)生激光的激光器和采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集卡；

利用激光在磁場內(nèi)作用于原子束，產(chǎn)生激發(fā)態(tài)原子；

激發(fā)態(tài)原子進(jìn)入電場后發(fā)生電離，生成電離電子；

利用探測器探測電離電子；

探測器將接受到模擬信號傳遞給數(shù)據(jù)采集卡；

數(shù)據(jù)采集卡將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

通過信號控制激光掃描波長、調(diào)節(jié)改變激光偏振，獲得原子左旋光譜和右旋光譜；

比較左旋光譜和右旋光譜，獲得二者能量的平移量；

在原子單位中能量移動在數(shù)值上等于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

進(jìn)一步的，采用可變波片改變激光偏振。