[發(fā)明專利]一種基于原子磁共振的靜磁場空間分布測量系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911330740.0
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111025206B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉院省;王巍;范曉婷;闞寶璽;王學(xué)鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01R33/10
• 分類號: G01R33/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 劉秀祥

1.一種基于原子磁共振的靜磁場空間分布測量方法，其特征在于，采用基于原子磁共振的靜磁場空間分布測量系統(tǒng)；

基于原子磁共振的靜磁場空間分布測量系統(tǒng)，包括激光(1)、光學(xué)濾波器(2)、起偏器(3)、1/4波片(4)、擴(kuò)束透鏡(5)、準(zhǔn)直透鏡(6)、四層磁屏蔽(7)、加熱爐(8)、堿金屬原子氣室(9)、線圈(10)、射頻場(11)、光電信號探測器陣列(12)；

激光(1)依次通過光學(xué)濾波器(2)、起偏器(3)、1/4波片(4)、擴(kuò)束透鏡(5)、準(zhǔn)直透鏡(6)后，穿過四層磁屏蔽(7)后進(jìn)入光電信號探測器陣列(12)；線圈(10)在四層磁屏蔽(7)內(nèi)，加熱爐(8)在線圈(10)內(nèi)，堿金屬原子氣室(9)在加熱爐(8)內(nèi)；四層磁屏蔽(7)處于射頻場(11)范圍內(nèi)；

堿金屬原子氣室(9)內(nèi)充滿堿金屬原子；

靜磁場空間分布測量方法包括如下步驟：

S1、制備充滿堿金屬原子的氣室；

S2、使用圓偏振光極化堿金屬原子；

S3、給堿金屬原子氣室沿z軸方向施加靜磁場的同時，沿x軸方向施加射頻場，使原子發(fā)生磁共振；

S4、調(diào)制射頻場振蕩頻率，并用光電探測器線陣陣列對出射光斑進(jìn)行光強(qiáng)探測；當(dāng)輸出光強(qiáng)的周期信號幅值最大時，其信號周期對應(yīng)頻率即原子共振頻率；

S5、掃頻法調(diào)制射頻場振蕩頻率，依次記錄z軸方向上每一個探測器探測到的光強(qiáng)輸出信號幅值最大時對應(yīng)周期；

S6、采用逐點(diǎn)掃頻方法計算得到空間靜磁場空間分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜磁場空間分布測量方法，其特征在于，堿金屬原子氣室(9)采用石英玻璃或硼硅玻璃材料制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜磁場空間分布測量方法，其特征在于，射頻場(11)沿x軸方向垂直于靜磁場，光電信號探測器陣列(12)的陣列垂直于圓偏振光方向并沿x-y面排列。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜磁場空間分布測量方法，其特征在于，激光(1)通過起偏器(3)變?yōu)榫€偏振光。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一所述的靜磁場空間分布測量方法，其特征在于，1/4波片(4)用于將線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一所述的靜磁場空間分布測量方法，其特征在于，擴(kuò)束透鏡(5)和準(zhǔn)直透鏡(6)用于擴(kuò)大圓偏振光光束直徑，使其覆蓋氣室。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一所述的靜磁場空間分布測量方法，其特征在于，四層磁屏蔽(7)用于屏蔽地磁場。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一所述的靜磁場空間分布測量方法，其特征在于，線圈(10)用于產(chǎn)生堿金屬進(jìn)動需要的靜磁場。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一所述的靜磁場空間分布測量方法，其特征在于，激光(1)采用激光器產(chǎn)生，波長為600nm～1000nm。