一种分离式CPT原子磁力仪系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115902719A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211338442.8(22)申请日2022.10.28(71)申请人北京航天控制仪器研究所地址100854北京市海淀区北京142信箱403分箱(72)发明人卢向东王学锋李明阳李建军和焕雪徐强锋邓意成刘院省(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009专利代理师张丽筠(51)Int.Cl.G01R33/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种分离式CPT原子磁力仪系统(57)摘要本申请涉及原子磁力仪领域，具体公开了一种相干布居囚禁CPT原子磁力仪系统，包括：第一单模保偏VCSEL激光器、第一光纤准直器、λ/2波片、原子气室、第一全反镜和第一CPT用探测器；第一单模保偏VCSEL激光器发出的光经第一光纤准直器射入λ/2波片；λ/2波片射出的线偏振光经过λ/2波片和原子气室之间的自由空间射入原子气室，并射入第一全反镜；第一全反镜反射的光经过原子气室和自由空间射入第一CPT用探测器。无需使用光/电缆连接磁传感头，完全做到无磁设计，通过λ/2波片设置获得最佳的CPT信号的特点。因此CPT原子磁力仪系统能够提升信噪比和精确度，并且结构简单，易于工程化。CN115902719ACN115902719A权利要求书1/2页1.一种相干布居囚禁CPT原子磁力仪系统，其特征在于，包括：第一单模保偏垂直腔面发射激光VCSEL激光器(2)、第一光纤准直器(3)、λ/2波片(4)、原子气室(11)、第一全反镜(13)和第一CPT用探测器(20)；所述第一单模保偏VCSEL激光器(2)与所述第一光纤准直器(3)相连，所述第一单模保偏VCSEL激光器(2)发出的光经所述第一光纤准直器(3)射入所述λ/2波片(4)；所述λ/2波片(4)和所述原子气室(11)之间具有自由空间，所述第一全反镜(13)位于所述原子气室(11)的远离所述λ/2波片(4)的一侧，所述λ/2波片(4)射出的线偏振光经过所述自由空间射入所述原子气室(11)，并射入所述第一全反镜(13)；所述第一全反镜(13)反射的光经过所述原子气室(11)和所述自由空间射入所述第一CPT用探测器(20)。2.根据权利要求1所述的CPT原子磁力仪系统，其特征在于，所述CPT原子磁力仪系统还包括偏振分束棱镜(17)和第二CPT用探测器(18)，所述偏振分束棱镜(17)设置在所述第一CPT用探测器(20)的前端，所述偏振分束棱镜(17)用于将来自所述第一全反镜(13)的光分束为第一光信号和第二光信号，所述第一光信号射入所述第一CPT用探测器(20)，所述第二光信号射入所述第二CPT用探测器(18)。3.根据权利要求1所述的CPT原子磁力仪系统，其特征在于，所述CPT原子磁力仪系统还包括对准用单模激光器(1)、对准用光纤准直器(5)、对准用探测器(6)、对准用分束棱镜(7)和对准用反射镜(12)；所述对准用单模激光器(1)与所述对准用光纤准直器(5)相连，所述对准用单模激光器(1)发出的光经所述对准用光纤准直器(5)并透过所述对准用分束棱镜(7)，透过所述对准用分束棱镜(7)的光用于射入对准用反射镜(12)，并经所述对准用反射镜(12)反射至所述对准用分束棱镜(7)，来自所述对准用反射镜(12)的光经所述对准用分束棱镜(7)射入所述对准用探测器(6)，所述对准用探测器(6)检测的光强值用于反映对准程度。4.根据权利要求1所述的CPT原子磁力仪系统，其特征在于，所述CPT原子磁力仪系统还包括第二单模保偏VCSEL激光器(21)、第二光纤准直器(19)、储热层(10)、反射镜和吸热玻璃(15)；所述第二单模保偏VCSEL激光器(21)与所述第二光纤准直器(19)相连，所述第二单模保偏VCSEL激光器(21)发出的光经所述第二光纤准直器(19)射入反射镜，所述反射镜将光反射至所述吸热玻璃(15)，所述吸热玻璃(15)与所述储热层(10)相连，所述储热层(10)包裹所述原子气室(11)。5.根据权利要求4所述的CPT原子磁力仪系统，其特征在于，所述反射镜为半透半反镜(16)，所述CPT原子磁力仪系统还包括第二全反镜(14)，其中，来自所述第二光纤准直器(19)的光透过所述半透半反镜(16)射入所述第二全反镜(14)，所述第二全反镜(14)将光反射至所述吸热玻璃(15)。6.根据权利要求4或5所述的CPT原子磁力仪系统，其特征在于，所述CPT原子磁力仪系统还包括保温层(9)，所述保温层(9)包裹所述储热层(10)。7.根据权利要求4或5所述的CPT原子磁力仪系统，其特征在于，所述CPT原子磁力仪系统还包括红外成像测温头(8)，所述红外成像测温头