[發明專利]基于光纖環形器的微小型原子磁強計及磁成像系統

在審

• 申請號: 202110594386.3
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113311369A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 馮焱穎;李曉杰;郭志浩
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 樊春燕

1.一種原子磁強計，其特征在于，包括：

激光光源(100)，用于發出入射激光；

光纖環形器(110)，包括第一端口(111)、第二端口(112)和第三端口(113)，所述入射激光從所述第一端口(111)輸入，從所述第二端口(112)輸出；

磁強計探頭(120)，所述第二端口(112)輸出的所述入射激光進入所述磁強計探頭(120)后，再原路返回輸入所述第二端口(112)，并由所述第三端口(113)輸出；

光電探測器(130)，用于接收所述第三端口(113)輸出的所述入射激光。

2.如權利要求1所述的原子磁強計，其特征在于，所述磁強計探頭(120)包括原子氣室(123)，所述入射激光能夠與所述原子氣室(123)中的原子氣體發生相互作用。

3.如權利要求2所述的原子磁強計，其特征在于，所述磁強計探頭(120)還包括反射鏡(127)，所述原子氣室(123)位于所述第二端口(112)和所述反射鏡(127)之間，所述反射鏡(127)對進入所述磁強計探頭(20)的所述入射激光進行反射。

4.如權利要求2所述的原子磁強計，其特征在于，所述磁強計探頭(120)包括反射膜(125)，設置于所述原子氣室(123)側壁，所述反射膜(125)對進入所述磁強計探頭(20)的所述入射激光進行反射。

5.如權利要求3所述的原子磁強計，其特征在于，所述磁強計探頭(120)還包括：

準直器(121)，位于所述第二端口(112)與所述原子氣室(123)之間；

四分之一波片(122)，位于所述準直器(121)與所述原子氣室(123)之間。

6.如權利要求5所述的原子磁強計，其特征在于，所述磁強計探頭(120)還包括保溫腔室(124)，所述原子氣室(123)收納于所述保溫腔室(124)，所述保溫腔室(124)用于對所述原子氣室(123)進行保溫。

7.如權利要求6所述的原子磁強計，其特征在于，所述磁強計探頭(120)還包括二維磁場調制裝置(126)，所述二維磁場調制裝置(126)包括：

軸向沿著第一方向的第一磁場調制線圈組(1261)；

和軸向沿著第二方向的第二磁場調制線圈組(1262)，所述第一方向和所述第二方向垂直，所述第一磁場調制線圈組(1261)設置于所述第二磁場調制線圈組(1262)中，所述第一磁場調制線圈組(1261)和所述第二磁場調制線圈組(1262)共同圍構形成一個磁場空間(1263)；

所述保溫腔室(124)和所述原子氣室(123)收納于所述磁場空間(1263)中，所述二維磁場調制裝置(126)用于在所述原子氣室(123)中產生磁場。

8.如權利要求7所述的原子磁強計，其特征在于，所述磁強計探頭(120)還包括探頭機械結構(128)，所述準直器(121)、所述四分之一波片(122)、所述原子氣室(123)和所述反射鏡(127)安裝于所述探頭機械結構(128)。

9.如權利要求8所述的原子磁強計，其特征在于，還包括：

磁場控制與鎖相放大控制器(140)，分別與所述光電探測器(130)電連接和所述二維磁場調制裝置(126)電連接，用于實現磁場的調制和磁場信號的鎖相放大輸出。