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公开(公告)号：CN108508382A
公开(公告)日：2018-09-07
申请号：CN201810573574.6
申请日：2018-06-06
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/022 , G01R33/032
摘要： 本发明涉及一种基于SERF原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置，包括抽运激光器、光纤分束器、第一光纤准直器、第二光纤准直器、第一1/2波片、第二1/2波片、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第一反射镜、第一1/4波片、第二1/4波片、左旋圆偏振抽运光、右旋圆偏振抽运光、检测激光器、第一凸透镜、第二凸透镜、第二反射镜、第一格兰泰勒棱镜、检测光、第三1/4波片、光弹调制器、第二格兰泰勒棱镜、阵列探测器、三轴位移台、锁相放大器、计算机、磁屏蔽桶、三轴匀场线圈与梯度线圈、无磁电加热装置和碱金属气室。本发明磁场测量的空间分辨率与灵敏度高，光路简单，利于集成。此外，该配置下可进一步降低噪声底线，提高磁强计的信噪比。
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公开(公告)号：CN106353698A
公开(公告)日：2017-01-25
申请号：CN201610649536.5
申请日：2016-08-10
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/00 , G01R33/02 , G04F5/14 , C03B23/047
CPC分类号： G01R33/0052 , C03B23/047 , G01R33/02 , G04F5/14
摘要： 本发明涉及一种基于光纤拉丝技术制作碱金属气室的方法。该方法可用于制作原子陀螺、原子磁强计和原子钟的敏感元件。该方法所用设备包括光纤拉丝塔、激光切割装置和气室制作系统共三个部分。本发明利用光纤拉丝塔将方形或圆柱形空心预制棒拉制成具有碱金属气室所需外径的玻璃泡，并通过激光切割技术切割并密封形成下端面；其次，通过气室制作系统将玻璃泡抽真空并充入碱金属蒸汽、缓冲气体和淬灭气体；最后，利用激光切割并密封形成下端面，完成制作。使用该方法取代人工吹制碱金属气室所用玻璃泡的方法，使拉制出的碱金属气室体积小、形状均匀、耐高压。
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公开(公告)号：CN106290154A
公开(公告)日：2017-01-04
申请号：CN201610584688.1
申请日：2016-07-22
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明属于原子气室技术领域，具体涉及一种双柱面多光程气室。该气室包括曲率相同的两个柱面镜，其中一个柱面镜为主反射镜，中心开小孔，使光线进出；另一个柱面镜为副反射镜，附有距离和角度调节装置。这种双柱面结构多光程气室制作简单，调节方便，而且具有很好的鲁棒性，镜面利用率较高。在多光程气室中，激光与原子气体相互作用后其偏振面会发生偏转，经过100次以上的反射，产生大光旋角，可以提高利用原子气室的量子无损检测、基础物理中对称性的测量精度以及原子钟、光泵磁强计和基于无自旋交换弛豫状态的原子磁强计、原子陀螺仪等装置的灵敏度。
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公开(公告)号：CN106597338B
公开(公告)日：2019-03-29
申请号：CN201611231085.X
申请日：2016-12-28
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种基于电子共振相频分析测量原子横向弛豫时间的方法。在足以忽略磁屏蔽桶内剩磁的强背景磁场下，在横向方向施加一个带宽覆盖共振曲线、幅值使磁共振曲线在低极化率下有清晰曲线的扫频信号，通过检测磁强计的光旋角信号，将输出信号在极坐标系下进行频谱分析，可以得到磁强计的相频响应函数，将其拟合到磁强计响应的相频理论曲线得到原子自旋横向弛豫时间。因为相角是自旋横向分量作商的结果，抑制了共同系数波动的影响，所以相频信号比幅频信号的表现更加稳定。此外相频理论曲线不受横向磁场磁感应强度和原子自旋纵向弛豫时间的影响，减小了处理数据的复杂度，而且可以规避横向磁场引发的洛伦茨曲线“展宽”的风险。
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公开(公告)号：CN107727089A
公开(公告)日：2018-02-23
申请号：CN201710938920.1
申请日：2017-09-30
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/64
CPC分类号： G01C19/64
摘要： 本发明公开了一种适用于SERF原子自旋陀螺仪的三轴剩余磁场测量与补偿方法，属于光学检测、磁场探测与分析技术领域。本发明针对SERF原子自旋陀螺仪桶内剩余磁场影响输出信号稳定性问题，提出了基于超级化21Ne气体拉莫尔进动理论的三轴剩余磁场补偿方法。本发明填补了无便捷、高精度的原子陀螺仪三轴剩余磁场测试与补偿方法的缺憾，可为SERF原子自旋陀螺仪信号稳定度提升提供基础保障，并为三轴剩余磁场的自动化补偿提供方法支撑。
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公开(公告)号：CN106017689B
公开(公告)日：2017-11-24
申请号：CN201610543229.9
申请日：2016-07-11
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01J4/00
摘要： 本发明提出了一种基于声光调制的原子自旋进动差分偏振检测装置，该检测装置包括了检测激光器、起偏器、碱金属气室、半波片、声光调制器、光阑、偏振分光棱镜、两个光电探测器、锁相放大器和函数发生器。与现有技术相比，本发明通过在差分偏振检测的基础上对检测光信号施加声光调制，发挥了声光调制器体积小、温度效应和应力效应小等优势，具有较高的灵敏度和较好的稳定性，实现了在高噪声背景下检出、放大低频信号，有效地提高系统测量精度和抗干扰能力，可服务于未来超高灵敏原子自旋陀螺仪和原子自旋磁强计的小型化和集成化。
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公开(公告)号：CN107192633A
公开(公告)日：2017-09-22
申请号：CN201710555088.7
申请日：2017-07-10
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N9/00
CPC分类号： G01N9/00
摘要： 本发明公开了一种SERF态(无自旋交换弛豫态)下在线测量原子磁强计气室内碱金属密度的方法。在原子磁强计上施加弱背景磁场和低频段横向线性调频信号，利用数据采集卡采集扫频时间内磁强计的响应信号。通过快速傅里叶变换得到频域内的磁共振曲线，并分析得到该曲线的共振线宽和共振频率。改变背景磁场，获得多组共振线宽和共振频率，对其进行二次曲线拟合处理可得到自旋交换时间，从而计算出该温度下气室内碱金属原子密度。本方法可在维持SERF态下实施，且仅利用了SERF磁强计本身实现气室内碱金属原子密度在线测量。此外，线性调频信号在低频段(1kHz以内)可获得较好的频率分辨率，适用于SERF磁强计弱磁场要求的低频段扫频范围。
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公开(公告)号：CN108508382B
公开(公告)日：2020-12-25
申请号：CN201810573574.6
申请日：2018-06-06
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/022 , G01R33/032
摘要： 本发明涉及一种基于SERF原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置，包括抽运激光器、光纤分束器、第一光纤准直器、第二光纤准直器、第一1/2波片、第二1/2波片、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第一反射镜、第一1/4波片、第二1/4波片、左旋圆偏振抽运光、右旋圆偏振抽运光、检测激光器、第一凸透镜、第二凸透镜、第二反射镜、第一格兰泰勒棱镜、检测光、第三1/4波片、光弹调制器、第二格兰泰勒棱镜、阵列探测器、三轴位移台、锁相放大器、计算机、磁屏蔽桶、三轴匀场线圈与梯度线圈、无磁电加热装置和碱金属气室。本发明磁场测量的空间分辨率与灵敏度高，光路简单，利于集成。此外，该配置下可进一步降低噪声底线，提高磁强计的信噪比。
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公开(公告)号：CN109297304A
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201811093706.1
申请日：2018-09-19
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明涉及了一种基于有限元分析的碱金属气室非均匀加热方法，根据碱金属气室烤箱结构非对称的特点，采用有限元分析的方法计算出粘贴于烤箱外表面加热膜的最佳加热温度，应用该加热条件使碱金属气室内部温度场分布更均匀，从而获得更均匀的原子数密度分布。该方法可大幅提高大气室多位置测量情况下碱金属气室内部温度场分布的均匀性，从而提高检测信号的均匀性。与热气流加热方法相比，该方法可大幅提高加热效率；与传统电加热方式相比，本发明可获得温度场分布更均匀的加热效果。该加热方法可为大气室、多位置测量的原子磁强计在生物磁场测量领域的应用提供参考。
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