[發(fā)明專利]一種基于原位磁強(qiáng)計(jì)的屏蔽桶內(nèi)剩磁測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110128030.0
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112924910B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉占超;賈雨棽;劉剛;田昊;武澤坤;茅耘愷
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 高福勇

1.一種基于原位磁強(qiáng)計(jì)的屏蔽桶內(nèi)剩磁測量方法，其特征是：所述原位磁強(qiáng)計(jì)基于原子傳感器自身的氣室、通過施加光場和磁場實(shí)現(xiàn)的原子磁強(qiáng)計(jì)，工作在磁共振狀態(tài)，利用原子傳感器的氣室實(shí)現(xiàn)原位原子磁強(qiáng)計(jì)，對屏蔽桶內(nèi)剩磁進(jìn)行測量；具體包括以下步驟：

步驟一、首先搭建原子傳感器系統(tǒng)，該原子傳感器系統(tǒng)包括原子氣室(11)、烤箱(12)、三軸線圈(13)、多層磁屏蔽桶(14)、抽運(yùn)光路(15)、檢測光路(16)；然后在縱向即抽運(yùn)光方向施加靜磁場和調(diào)制磁場，同時(shí)施加抽運(yùn)光、檢測光，使原子磁強(qiáng)計(jì)工作在磁共振狀態(tài)；

步驟二、對所述檢測光路(16)中的平衡探測器(160)探測到的原子進(jìn)動信號進(jìn)行正交解調(diào)，獲得橫向即垂直抽運(yùn)光方向的磁場大小與方向；然后采用三軸線圈(13)中兩個橫向線圈施加補(bǔ)償磁場，直至橫向磁場被補(bǔ)償至零；

步驟三、改變檢測光強(qiáng)，重復(fù)步驟二中所述的磁補(bǔ)償過程，記錄將橫向磁場補(bǔ)償至零時(shí)補(bǔ)償磁場的輸出值，繪制所述輸出值隨檢測光強(qiáng)變化的圖像，最終擬合獲得一條直線，從直線縱軸截距獲得屏蔽桶內(nèi)的橫向剩磁，實(shí)際橫向剩磁與直線縱軸截距所表示的磁場大小相等，方向相反；

步驟四、將橫向剩磁補(bǔ)償至零后，將調(diào)制磁場改為在橫向施加，并掃描調(diào)制磁場的頻率，獲得原子的共振頻率；然后翻轉(zhuǎn)靜磁場和抽運(yùn)光，即靜磁場大小不變、方向相反以及抽運(yùn)光左右旋反向；測量原子共振頻率的變化，除以兩倍的堿金屬旋磁比，獲得屏蔽桶內(nèi)的縱向剩磁，

所述原子氣室(11)包含原子傳感器工作所需的原子源；烤箱(12)將原子氣室(11)加熱以得到高密度堿金屬原子蒸氣；三軸線圈(13)包括兩個橫向線圈和一個縱向線圈，分別稱為X、Y、Z軸線圈，用于施加靜磁場、激勵磁場并補(bǔ)償剩磁。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于原位磁強(qiáng)計(jì)的屏蔽桶內(nèi)剩磁測量方法，其特征在于：在所述原子傳感器系統(tǒng)中，所述原子氣室(11)、烤箱(12)和三軸線圈(13)均位于多層磁屏蔽桶(14)內(nèi)部，所述多層磁屏蔽桶(14)上開有通光孔供激光通過。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于原位磁強(qiáng)計(jì)的屏蔽桶內(nèi)剩磁測量方法，其特征在于：所述多層磁屏蔽桶(14)為多層結(jié)構(gòu)，用于屏蔽環(huán)境磁場。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于原位磁強(qiáng)計(jì)的屏蔽桶內(nèi)剩磁測量方法，其特征在于：所述抽運(yùn)光路(15)包括第一激光光源(151)，將所述第一激 光光源(151)轉(zhuǎn)換為圓偏振光的第一偏振分束棱鏡(152)和1/4波片(153)以及用于測量吸收的光電探測器(154)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于原位磁強(qiáng)計(jì)的屏蔽桶內(nèi)剩磁測量方法，其特征在于：所述檢測光路(16)包括第二激光光源(161)、第二偏振分束棱鏡(162)和差分偏振檢測系統(tǒng)(163)，所述差分偏振檢測系統(tǒng)(163)中的平衡探測器(160)測得的差分信號用于解調(diào)以得到磁強(qiáng)計(jì)測量結(jié)果。