[發明專利]一種SERF原子磁強計的電子極化率雙軸原位測量系統及方法

有效

• 申請號: 202110313962.2
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113075594B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 陸吉璽;馬彥寧;楊可;翟躍陽;韓邦成
• 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;朱亞娜

1.一種SERF原子磁強計的電子極化率雙軸原位測量系統，其特征在于，包括檢測激光模塊和抽運激光模塊，在所述檢測激光模塊中設置將檢測激光器發出的激光一分為二的第一偏振分光棱鏡，其中第一束檢測激光沿X軸穿越堿金屬氣室以測量檢測軸電子極化率信息，第二束檢測激光與所述抽運激光模塊形成的抽運光耦合后沿Z軸穿越所述堿金屬氣室以測量抽運軸電子極化率信息；

所述檢測激光模塊包括檢測激光器，所述檢測激光器通過第一1/2波片連接所述第一偏振分光棱鏡，所述第一偏振分光棱鏡的透射束依次通過光開關、第二擴束系統、第二起偏器、光彈調制器、第二1/4波片、所述堿金屬氣室和檢偏器連接光電探測器，所述光電探測器通過鎖相放大器連接上位機；所述抽運激光模塊包括抽運激光器，所述抽運激光器依次通過第一擴束系統、第一起偏器和第一1/4波片連接第一反射鏡，所述第一反射鏡通過第三1/2波片連接第二偏振分光棱鏡，所述第二偏振分光棱鏡的透射束依次通過所述堿金屬氣室和第四1/2波片連接第三偏振分光棱鏡，所述第三偏振分光棱鏡的透射束連接差分探測器的第一差分端口，所述第三偏振分光棱鏡的反射束通過第三反射鏡連接所述差分探測器的第二差分端口，所述差分探測器通過所述鎖相放大器連接所述上位機；所述第一偏振分光棱鏡的反射束依次通過第二反射鏡、第三起偏器和第二1/2波片連接所述第二偏振分光棱鏡以耦合到抽運光中。

2.根據權利要求1所述的SERF原子磁強計的電子極化率雙軸原位測量系統，其特征在于，所述檢測軸電子極化率Px通過對X軸方向旋光角θx的測量實現原位測量，所述抽運軸電子極化率Pz通過對Z軸方向旋光角θz的測量實現原位測量。

3.根據權利要求2所述的SERF原子磁強計的電子極化率雙軸原位測量系統，其特征在于，采用以下計算公式：

式中N＝πr_enl，N為擬合得到的比例系數，r_e為經典電子半徑，n為堿金屬數密度，l為氣室光程，f_D1為堿金屬原子D1線振蕩強度，f_D2為堿金屬原子D2線振蕩強度，ν為檢測激光頻率，ν_D1為堿金屬原子D1線頻率，ν_D2為堿金屬原子D2線頻率，V(ν-ν_D1)為堿金屬原子D1線Voigt線形，V(ν-ν_D2)為堿金屬原子D2線Voigt線形，Im表示取復數的虛數部分。

4.根據權利要求1所述的SERF原子磁強計的電子極化率雙軸原位測量系統，其特征在于，所述堿金屬氣室周圍自內而外依次設置有無磁電加熱系統、三軸磁補償線圈和磁屏蔽桶，所述三軸磁補償線圈與函數發生器相連接。

5.根據權利要求1所述的SERF原子磁強計的電子極化率雙軸原位測量系統，其特征在于，所述檢測激光器配置有光功率計。