[發(fā)明專利]一種測量光抽運(yùn)率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910592936.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN110426653B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓邦成;丁中亞;周斌權(quán);池浩湉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R33/032
• 分類號(hào): G01R33/032
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦

1.一種測量光抽運(yùn)率的方法，其特征在于，包括以下步驟，利用SERF磁強(qiáng)計(jì)系統(tǒng)以實(shí)驗(yàn)方式建立光抽運(yùn)率R_op與抽運(yùn)光光強(qiáng)I之間一系列R_op-I數(shù)據(jù)組，利用所述數(shù)據(jù)組標(biāo)定比例系數(shù)k，根據(jù)R_op＝k·I關(guān)系式，通過測量抽運(yùn)光光強(qiáng)I間接完成光抽運(yùn)率R_op的測量；

所述光抽運(yùn)率R_op通過SERF磁強(qiáng)計(jì)輸出信號(hào)出現(xiàn)最大值時(shí)的橫向弛豫率R_rel確定，即R_op＝R_rel，當(dāng)所述SERF磁強(qiáng)計(jì)輸出信號(hào)出現(xiàn)最大值時(shí)即形成一組R_op-I數(shù)據(jù)；

所述R_rel數(shù)據(jù)通過以下方式獲得：將SERF磁強(qiáng)計(jì)系統(tǒng)中的堿金屬氣室加熱到若干個(gè)不同溫度，在每一個(gè)溫度T下，用磁共振方法對(duì)系統(tǒng)的橫向弛豫率進(jìn)行測量并記錄，然后，保持T不變，改變抽運(yùn)光的功率，觀察所述SERF磁強(qiáng)計(jì)輸出信號(hào)大小，當(dāng)所述SERF磁強(qiáng)計(jì)輸出信號(hào)出現(xiàn)最大值時(shí)，記錄橫向弛豫率R_rel數(shù)據(jù)和被測量出的抽運(yùn)光的光強(qiáng)I；

所述用磁共振方法對(duì)系統(tǒng)的橫向弛豫率進(jìn)行測量的方式包括利用R_rel＝q(0)·Δω關(guān)系式，其中Δω為磁共振線寬，q(0)為減慢因子，據(jù)此通過測量磁共振線寬來測量橫向弛豫率大小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量光抽運(yùn)率的方法，其特征在于，所述比例系數(shù)k使用所述一系列R_op-I數(shù)據(jù)組進(jìn)行最小二乘法線性擬合而得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量光抽運(yùn)率的方法，其特征在于，所述堿金屬氣室加熱采用無磁電加熱烤箱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量光抽運(yùn)率的方法，其特征在于，所述SERF磁強(qiáng)計(jì)輸出信號(hào)符合下列方程：

其中，Out為SERF磁強(qiáng)計(jì)輸出信號(hào)，S_x為X方向的極化率，k_PD為輸出信號(hào)與Sx的比例系數(shù)，γ^e為電子旋磁比，B_y為標(biāo)定磁場，根據(jù)所述方程解得：SERF磁強(qiáng)計(jì)輸出信號(hào)Out在R_op＝R_rel時(shí)取得最大值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量光抽運(yùn)率的方法，其特征在于，所述R_op＝k·I由以下關(guān)系式簡化得到：

其中I為抽運(yùn)光光強(qiáng)，r_e為經(jīng)典電子半徑，c為光速，f_D1為堿金屬D1線振蕩強(qiáng)度，s為抽運(yùn)光圓偏振度，Γ_L為氣室的展寬，為堿金屬D1線的頻率，v為抽運(yùn)光頻率，設(shè)一個(gè)常數(shù)即得R_op＝k·I。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量光抽運(yùn)率的方法，其特征在于，所述SERF磁強(qiáng)計(jì)系統(tǒng)，包括磁屏蔽桶，所述磁屏蔽桶內(nèi)設(shè)置有檢測光光纖準(zhǔn)直器、抽運(yùn)光光纖準(zhǔn)直器和光電檢測器，所述檢測光光纖準(zhǔn)直器通過起偏器與第一反射鏡光連接，所述第一反射鏡通過堿金屬氣室與第二反射鏡光連接，所述第二反射鏡依次通過二分之一波片和沃爾夫棱鏡與光電檢測器光連接，所述光電檢測器形成SERF磁強(qiáng)計(jì)輸出信號(hào)，所述抽運(yùn)光光纖準(zhǔn)直器通過四分之一波片與所述堿金屬氣室光連接，所述磁屏蔽桶外設(shè)置有光纖分束器，所述光纖分束器將抽運(yùn)激光器的抽運(yùn)光分成兩束光，其中一束光進(jìn)入波長計(jì)用于監(jiān)測和調(diào)整所述抽運(yùn)光頻率，另一束光傳輸至所述四分之一波片，所述堿金屬氣室外設(shè)置有磁補(bǔ)償裝置和無磁電加熱烤箱，所述磁補(bǔ)償裝置連接設(shè)置在所述磁屏蔽桶外的函數(shù)發(fā)生器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測量光抽運(yùn)率的方法，其特征在于，所述磁屏蔽桶外設(shè)置有檢測激光器，所述檢測激光器連接所述檢測光光纖準(zhǔn)直器，所述抽運(yùn)光從所述抽運(yùn)光光纖準(zhǔn)直器輸出并經(jīng)過所述四分之一波片后變成圓偏振光進(jìn)入所述堿金屬氣室，所述檢測激光器發(fā)射出的檢測光從所述檢測光光纖準(zhǔn)直器輸出并經(jīng)過所述起偏器后變成線偏振光進(jìn)入所述堿金屬氣室。