一种用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114062983A(43)申请公布日2022.02.18(21)申请号202010793088.2(22)申请日2020.08.07(71)申请人北京大学地址100089北京市海淀区颐和园路5号(72)发明人郭弘彭翔王贺王海东(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人陈旭红晏静文(51)Int.Cl.G01R33/032(2006.01)G01R33/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器(57)摘要本发明公开了一种用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，包括：偏振波片、电控偏振调节组件、原子气室、第一交变磁场线圈、第二交变磁场线圈及光电探测器；所述偏振波片使激光光束变为线偏振光；所述电控偏振调节组件用于调节线偏振光的偏振方向；所述原子气室处于所述第一交变磁场线圈和所述第二交变磁场线圈产生的总交变磁场中；通过控制所述电控偏振调节组件、所述第一交变磁场线圈和所述第二交变磁场线圈，使所述线偏振光的偏振方向与所述总交变磁场的方向保持平行，且均与待测磁场方向保持垂直，从而消除磁光双共振磁力仪的方向误差及测量盲区。CN114062983ACN114062983A权利要求书1/1页1.一种用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，其特征在于，包括：偏振波片、电控偏振调节组件、原子气室、第一交变磁场线圈、第二交变磁场线圈及光电探测器；所述偏振波片使激光光束变为线偏振光；所述原子气室处于所述第一交变磁场线圈和所述第二交变磁场线圈产生的总交变磁场中；通过控制所述电控偏振调节组件以调整所述线偏振光的偏振方向；通过控制所述第一交变磁场线圈和所述第二交变磁场线圈以调整所述总交变磁场的方向。2.根据权利要求1所述的用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，其特征在于，通过控制所述电控偏振调节组件、所述第一交变磁场线圈和所述第二交变磁场线圈，使所述线偏振光的偏振方向与所述总交变磁场的方向保持平行，且均与外磁场方向保持垂直。3.根据权利要求1或2所述的用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，其特征在于，所述第一交变磁场线圈和所述第二交变磁场线圈为相互正交的两对线圈。4.根据权利要求1或2所述的用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，其特征在于，通过控制加载在所述电控偏振调节组件上的电压幅值，来调整所述线偏振光的偏振方向。5.根据权利要求1或2所述的用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，其特征在于，通过控制加载在所述第一交变磁场线圈和所述第二交变磁场线圈上的频率调制信号的幅值，来调整所述总交变磁场的方向和幅值。6.根据权利要求5所述的用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，其特征在于，加载在所述第一交变磁场线圈和所述第二交变磁场线圈上的所述频率调制信号的频率和相位相等，幅值单独可调。7.根据权利要求5所述的用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，其特征在于，所述频率调制信号包含载波信号和调制信号，所述载波信号频率可调。8.根据权利要求7所述的用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，其特征在于，所述激光光束依次通过所述偏振波片、所述电控偏振调节组件及所述原子气室，最后入射至所述光电探测器；所述光电探测器将光信号转化为电信号，并将所述电信号输出至磁共振信号检测模块；所述磁共振信号检测模块对所述电信号进行处理得到误差信号；利用所述误差信号控制所述电控偏振调节组件、所述第一交变磁场线圈和所述第二交变磁场线圈。9.根据权利要求1所述的用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，其特征在于，所述误差信号为所述光电探测器输出的所述电信号与加载在所述第一交变磁场线圈和所述第二交变磁场线圈上的所述频率调制信号的所述载波信号通过鉴相得到的分量值。10.根据权利要求8所述的用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器，其特征在于，所述原子磁传感器还包括：光束准直系统、光强衰减器和棱镜；所述激光光束依次通过所述光束准直系统、所述偏振波片、所述光强衰减器、所述电控偏振调节组件、所述原子气室、所述棱镜，最后入射至所述光电探测器。2CN114062983A说明书1/5页一种用于磁光双共振磁力仪的原子磁传感器技术领域[0001]本发明涉及原子磁传感器，特别涉及一种能够消除磁光双共振磁力仪中由于磁传感器相对于待测磁场的方向变化所导致的方向误差及测量盲区问题。背景技术[0002]磁力仪是对测量外界磁场大小的仪器的统称，具有高探测灵敏度的磁力仪被广泛的使用在生物医学、地球物理以及军事国防等领域。光泵原子磁力仪是目前发展最成熟的高灵敏度磁力仪之一，其中，激光由于单色性好、选择特性优良等优势，利用其作为磁力仪的光源，能够极大程度地提升磁力仪系统的性能指标，因而成为国内外的研究热点。[0