[發明專利]一種基于堿金屬電子極化率的堿金屬密度測量方法

有效

• 申請號: 202011401826.0
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112504912B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 翟躍陽;徐子童;魏凱;韓邦成;劉穎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00
• 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;朱亞娜

一種基于堿金屬電子極化率的堿金屬密度測量方法，通過堿金屬電子極化率與堿金屬電子產生的有效磁場的關系式計算原子自旋慣性測量裝置氣室中的堿金屬原子密度，只需要采用原子自旋慣性測量裝置分別測量堿金屬電子極化率、磁場補償點和惰性氣體核子產生的有效磁場，并通過磁場補償點和惰性氣體核子產生的有效磁場計算出所述有效磁場，就能夠準確測得堿金屬原子密度，該方法合理，實驗操作簡單，為高精度的原子自旋慣性測量裝置的研制提供了基礎。

技術領域

本發明涉及原子自旋慣性測量裝置領域，具體涉及一種基于堿金屬電子極化率的堿金屬密度測量方法，通過堿金屬電子極化率與堿金屬電子產生的有效磁場的關系式計算原子自旋慣性測量裝置氣室中的堿金屬密度，只需要采用原子自旋慣性測量裝置分別測量堿金屬電子極化率、磁場補償點和惰性氣體核子產生的有效磁場，并通過磁場補償點和惰性氣體核子產生的有效磁場計算出所述堿金屬電子產生的有效磁場，就能夠準確測得堿金屬密度，該方法合理，實驗操作簡單，為高精度的原子自旋慣性測量裝置的研制提供了基礎。

背景技術

氣室中鉀K和銣Rb的密度在實現高精度原子自旋慣性測量的最佳旋轉靈敏度中起著至關重要的作用。盡管在充制氣室時可以大致調節其中堿金屬原子的密度，但有必要確認實際的堿金屬密度和設計值的差異。目前，測量堿金屬密度的方法有吸收光譜法、法拉第旋轉法，飽和蒸氣壓經驗公式方法等。對光學厚度比較大的堿金屬，吸收光譜會在近共振時發生扭曲，偏離擬合函數；線偏光的法拉第旋轉法目前無法適用于一種以上混合堿金屬的情況；飽和蒸氣壓經驗公式受到氣室附近的溫度梯度和氣室內表面的表面效應的限制和影響。目前現有的方法的準確度會受到實驗條件的限制，并且無法實時準確測量。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷或不足，提供一種基于堿金屬電子極化率的堿金屬密度測量方法，該堿金屬密度測量方法，方法合理，實驗操作簡單，能夠準確測得堿金屬密度，為高精度的原子自旋慣性測量裝置的研制提供了基礎。

本發明的技術解決方案如下：

一種基于堿金屬電子極化率的堿金屬密度測量方法，其特征在于，包括通過以下堿金屬電子極化率與堿金屬電子產生的有效磁場的關系式計算原子自旋慣性測量裝置氣室中的堿金屬密度n_e：

式中κ₀是自旋交換增強因子，μ₀是真空下的磁導率，μ_e是堿金屬原子磁矩。

采用原子自旋慣性測量裝置進行測量得到所述

所述通過以下公式獲得：式中為磁場補償點的磁場，為惰性氣體核子產生的有效磁場。

采用原子自旋慣性測量裝置進行測量得到所述

采用原子自旋慣性測量裝置進行測量得到所述

本發明的技術效果如下：本發明一種基于堿金屬電子極化率的堿金屬密度測量方法，通過堿金屬電子極化率與堿金屬電子產生的有效磁場的關系式計算原子自旋慣性測量裝置氣室中的堿金屬密度，只需要采用原子自旋慣性測量裝置分別測量堿金屬電子極化率、磁場補償點和惰性氣體核子產生的有效磁場，并通過磁場補償點和惰性氣體核子產生的有效磁場計算出所述有效磁場，就能夠準確測得堿金屬密度。

本發明與現有技術相比的優點在于：(1)本發明通過測量極化率和堿金屬電子產生的有效磁場，計算堿金屬密度，比起現有方法，減少了外界影響因素，不會破壞原子的極化，保證了實時性和準確度。(2)本發明方法合理，實驗操作簡單，為高精度的原子自旋慣性測量裝置的研制提供了基礎。

附圖說明