[發明專利]一種測量光抽運率的方法

有效

• 申請號: 201910592936.0
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110426653B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 韓邦成;丁中亞;周斌權;池浩湉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦

一種測量光抽運率的方法，能夠通過測量抽運光光強I間接完成光抽運率R_op的測量，以便憑借測量光強的精度優勢來提高光抽運率R_op的測量精度，其特征在于，包括以下步驟，利用SERF磁強計系統以實驗方式建立光抽運率R_op與抽運光光強I之間一系列R_op?I數據組，利用所述數據組標定比例系數k，根據R_op＝k·I關系式，通過測量抽運光光強I間接完成光抽運率R_op的測量。

技術領域

本發明涉及光抽運率測量技術，特別是一種測量光抽運率的方法，通過標定光抽運率R_op與抽運光光強I之間比例系數k，能夠通過測量抽運光光強I間接完成光抽運率R_op的測量，以便憑借測量光強的精度優勢來提高光抽運率R_op的測量精度。

背景技術

基于原子無自旋交換碰撞弛豫(Spin Exchange Relaxation Free Regime)的磁場測量裝置是一種具有超高靈敏度的磁強計，在醫學領域具有很大的作用。為了提升SERF磁強計的性能，優化光路參數是一種行之有效的方法。在優化光路過程中，很重要的一點就是要保證R_op＝R_rel。其中R_op為系統的光抽運率，而R_rel為系統的橫向弛豫率。R_rel可以通過磁共振線寬方法(該方法可以參考以下文獻：Seltzer S.J.Developments in alkali-metalatomic magnetometry[D].Princeton：Princeton University，2008)進行測量，如果可以找到有效的方法測量R_op，就可以有效地提升調試光路的效率。光抽運率R_op可以由下式進行計算：

其中I為抽運光光強，r_e為經典電子半徑，c為光速，f_D1為堿金屬D1線振蕩強度，s為抽運光圓偏振度，Γ_L為氣室的展寬，為堿金屬D1線的頻率，v為抽運光頻率。設一個常數則光抽運率R_op的公式可被簡化為

R_op＝k·I

本發明人認為，如果可以通過標定的方法將比例系數k求出，即可通過抽運光光強I來換算出此時光抽運率R_op，從而憑借測量光強的精度優勢來提高光抽運率R_op的測量精度。有鑒于此，本發明人完成了本發明。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的缺陷或不足，提供一種測量光抽運率的方法，通過標定光抽運率R_op與抽運光光強I之間比例系數k，能夠通過測量抽運光光強I間接完成光抽運率R_op的測量，以便憑借測量光強的精度優勢來提高光抽運率R_op的測量精度。

本發明技術方案如下：

一種測量光抽運率的方法，其特征在于，包括以下步驟，利用SERF磁強計系統以實驗方式建立光抽運率R_op與抽運光光強I之間一系列R_op-I數據組，利用所述數據組標定比例系數k，根據R_op＝k·I關系式，通過測量抽運光光強I間接完成光抽運率R_op的測量。

所述比例系數k使用所述一系列R_op-I數據組進行最小二乘法線性擬合而得到。

所述光抽運率R_op通過SERF磁強計輸出信號出現最大值時的橫向弛豫率R_rel確定，即R_op＝R_rel，當所述SERF磁強計輸出信號出現最大值時即形成一組R_op-I數據。