一种全向磁光光泵磁力仪.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CN110988759A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911201360.7(22)申请日2019.11.29(71)申请人山东航天电子技术研究所地址264003山东省烟台市高新区航天路513号(72)发明人邵思霈任文冠宋晓林史钰峰时洪宇(74)专利代理机构北京金硕果知识产权代理事务所(普通合伙)11259代理人孙丽娜(51)Int.Cl.G01R33/26(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种全向磁光光泵磁力仪(57)摘要本发明涉及一种全向磁光光泵磁力仪，包括依次设置的光源、准直系统、原子气室、聚焦透镜和光电探测器；还包括设置于准直系统与原子气室之间的偏振旋转器，所述偏转旋转器实现对光束偏振方向的旋转；包裹在所述原子气室的外部的两对射频线圈，所述两对射频线圈相交；射入原子气室的光束在原子气室与射频线圈的磁场的作用下，发生光泵和磁共振作用，形成磁共振信号；信号检测与控制电路，所述信号检测与控制电路将光电探测器的光信号转换成反馈信号输送至射频线圈和偏振旋转器。本发明的有益效果是提高磁力仪的探测性能，解决探测盲区等问题，提升了磁光光泵磁力仪在运动平台上的应用效能。CN110988759ACN110988759A权利要求书1/1页1.一种全向磁光光泵磁力仪，包括依次设置的光源、准直系统、原子气室、聚焦透镜和光电探测器；所述光源通过空间光或光纤传输至准直系统；所述准直系统将光束整形成平行光；所述聚焦透镜将原子气室射出的光聚焦后，经所述光电探测器探测并转换成光信号；其特征在于：还包括设置于准直系统与原子气室之间的偏振旋转器，所述偏转旋转器实现对光束偏振方向的旋转；包裹在所述原子气室的外部的两对射频线圈，所述两对射频线圈相交；射入原子气室的光束在原子气室与射频线圈的磁场的作用下，发生光泵和磁共振作用，形成磁共振信号；信号检测与控制电路，所述信号检测与控制电路将光电探测器的光信号转换成反馈信号输送至射频线圈和偏振旋转器。2.根据权利要求1所述的全向磁光光泵磁力仪，其特征在于：所述偏振旋转器为光学旋转，包括依次设置的起偏器、液晶相位延迟器、四分之一波片；或者所述偏振旋转器为机械旋转，包括四分之一波片、起偏器、无磁电机。3.根据权利要求1所述的全向磁光光泵磁力仪，其特征在于：所述准直系统后设有衰减片，所述衰减片将准直系统调整后的光进行光强调整。4.根据权利要求1所述的全向磁光光泵磁力仪，其特征在于：所述两对射频线圈正交。2CN110988759A说明书1/3页一种全向磁光光泵磁力仪技术领域[0001]本发明属于测磁技术领域，尤其涉及一种全向磁光光泵磁力仪。背景技术[0002]光泵磁力仪是一种基于塞曼效应、光泵作用及磁共振等量子光学效应的弱磁传感器，具有灵敏度高、精度高、温漂小等特点，广泛应用于空间测磁、地磁测绘、导航、通信、目标探测及人体磁场探测等领域。[0003]根据磁共振机理的不同，光泵磁力仪可以分为全光光泵磁力仪和磁光双共振光泵磁力仪，本发明主要针对磁光双共振光泵磁力仪(以下简称磁光光泵磁力仪)，即通过激光泵浦和射频磁场共同获取磁共振信号。[0004]由于光泵磁力仪工作原理的限制，激光偏振方向、射频磁场方向和被测磁场方向三者必须满足一定的夹角关系时才能获得最佳的磁共振信号，传统磁光光泵磁力仪探头和被测磁场的夹角在某些角度时，磁共振信号减弱甚至完全消失，出现转向差、探测性能降低、甚至无法正常工作(即存在探测盲区)，这使得磁光光泵磁力仪在运动平台上应用时存在一定的局限性，因此解决上述性能下降和探测盲区问题，对于提升磁光光泵磁力仪在运动平台上的应用效能意义重大。发明内容[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全向磁光光泵磁力仪，目的是提高磁力仪的探测性能，解决探测盲区等问题，提升了磁光光泵磁力仪在运动平台上的应用效能。[0006]本发明的技术方案为：[0007]一种全向磁光光泵磁力仪，包括依次设置的光源、准直系统、原子气室、聚焦透镜和光电探测器；所述光源通过空间光或光纤传输至准直系统；所述准直系统将光束整形成平行光；所述聚焦透镜将原子气室射出的光聚焦后，经所述光电探测器探测并转换成光信号；所述原子气室的外部包裹两对射频线圈，所述两对射频线圈相交；射入原子气室的光束在原子气室与射频线圈的磁场的作用下，发生光泵和磁共振作用，形成磁共振信号；所述准直系统与原子气室之间设有偏振旋转器；所述偏转旋转器实现对光束偏振方向的旋转；信号检测与控制电路，将光电探测器的光信号转换成反馈信号输送至射频线圈和偏振旋转器。[0008]与现有技术相比，本发明在原子气室周围放置两对射频线圈提供射频磁场，通过调节两对线圈的电流可以旋转