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公开(公告)号：CN112946539B
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202110003022.3
申请日：2021-01-04
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/02 , G01R33/032
摘要： 本发明所述基于SERF的单光束反射式三轴磁场测量装置，采用在碱金属气室的气室主体上设置反射镜，使所述激光器发出的入射抽运光与光电探测器接收到的反射抽运光相互垂直，当气室内的碱金属原子处在零磁环境下，其自旋矢量方向沿着入射抽运光和反射抽运光的传播方向，不发生进动，激光的光强不发生变化；当在与入射抽运光或反射抽运光垂直方向上存在待测磁场时，气室内的碱金属原子自旋矢量将绕待测磁场进动，激光光强会随之发生有规律的变化，所述光电探测器将该光强变化信号转为电信号，所述锁相放大器解调光电探测器中的电信号，分别得到X轴、Y轴和Z轴三个方向磁场对应的电压信号，进而使用单光束完成三轴磁场的测量。
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公开(公告)号：CN111929622A
公开(公告)日：2020-11-13
申请号：CN202010731080.3
申请日：2020-07-27
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/022
摘要： 一种基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置，其要解决的技术问题是：克服已有磁梯度测量技术灵活性差、灵敏度低、不利于小型化等缺点，基于原子自旋效应，利用单束探测光即可实现空间磁场测量，同时装置内部具有多路平行探测光束，可同时探测空间多位置处的磁场，通过不同位置处磁场进行梯度差分，实现空间梯度磁场测量。
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公开(公告)号：CN109738837B
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN201910133075.X
申请日：2019-02-22
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/032
摘要： 本发明涉及一种用于单光束SERF(Spin‑Exchange‑Relaxation‑Free，无自旋交换弛豫)原子磁强计的剩余磁场原位补偿方法，属于原子磁强计领域。由于SERF原子磁强计精度极高，其达到工作状态要求的SERF态对高质量的零磁环境依赖性较大，被动补偿难以达到，而通过锁定输出曲线极值点的主动补偿方法受环境、噪声等影响较大，由于单光束原子磁强计仅有一束光，所以限制了那些针对于双光束原子磁强计的磁场补偿方法都不再适用。本发明设计的方法是，在单光束SERF磁强计非敏感轴方向增加一个偏置量以增加零场共振宽度来使输出响应更加明显，再进行三轴调制观察输出信号的FFT进行补偿，从而使剩余磁场能够更加精确的补偿到零点，未来可服务于超高精度SERF原子磁强计心脑磁测量等自动化、微型化领域。
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公开(公告)号：CN111024258A
公开(公告)日：2020-04-17
申请号：CN201911308592.2
申请日：2019-12-18
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01K11/00
摘要： 一种碱金属气室内部热分布与热稳定测量装置，有利于为惯性以及磁场的测量装置灵敏度的提升提供技术支持，包括位于碱金属气室左侧方向的驱动激光器，在所述驱动激光器与所述碱金属气室之间设置有消偏振分光棱镜，所述碱金属气室的右侧方向设置有出射阵列式光电探测器，所述消偏振分光棱镜将所述驱动激光器发射的检测激光分成两束，其中一束经过所述碱金属气室的内部被测点到达所述出射阵列式光电探测器，另一束到达入射阵列式光电探测器，所述入射阵列式光电探测器得到所述被测点的入射光强信号值Ii，所述出射阵列式光电探测器得到所述被测点的出射光强信号值Io，通过包含有Ii，Io，以及所述被测点温度T的关系式解算得到所述被测点的温度值T。
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公开(公告)号：CN112946539A
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202110003022.3
申请日：2021-01-04
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/02 , G01R33/032
摘要： 本发明所述基于SERF的单光束反射式三轴磁场测量装置，采用在碱金属气室的气室主体上设置反射镜，使所述激光器发出的入射抽运光与光电探测器接收到的反射抽运光相互垂直，当气室内的碱金属原子处在零磁环境下，其自旋矢量方向沿着入射抽运光和反射抽运光的传播方向，不发生进动，激光的光强不发生变化；当在与入射抽运光或反射抽运光垂直方向上存在待测磁场时，气室内的碱金属原子自旋矢量将绕待测磁场进动，激光光强会随之发生有规律的变化，所述光电探测器将该光强变化信号转为电信号，所述锁相放大器解调光电探测器中的电信号，分别得到X轴、Y轴和Z轴三个方向磁场对应的电压信号，进而使用单光束完成三轴磁场的测量。
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公开(公告)号：CN109740259A
公开(公告)日：2019-05-10
申请号：CN201910007353.7
申请日：2019-01-04
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F17/50
摘要： 本发明公开了一种圆柱径向匀强磁场线圈的设计方法，首先将该线圈表面依据圆柱坐标系的方位角θ＝π沿轴向等分，确定其中一侧的表面电流密度表达式，另外一侧的电流密度分布与其完全相同，但电流方向相反。其次，推导目标场点的磁场表达式，选取电流密度的曲率作为约束线圈的罚函数，设定罚函数的约束因子，利用正则化方法求解电流密度表达式中待定系数的值，得到圆柱表面的电流密度分布情况。最后，使用流函数得到该圆柱径向匀强磁场线圈的实际电流走线形状。本方法作为线圈设计的逆方法，通过预先限定圆柱线圈的尺寸及选取目标场点的坐标位置，再计算得出线圈的实际电流分布，有效控制了圆柱型线圈的长径比，线圈中心还可预留缝隙设置通光孔。
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公开(公告)号：CN111929622B
公开(公告)日：2021-09-03
申请号：CN202010731080.3
申请日：2020-07-27
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/022
摘要： 一种基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置，其要解决的技术问题是：克服已有磁梯度测量技术灵活性差、灵敏度低、不利于小型化等缺点，基于原子自旋效应，利用单束探测光即可实现空间磁场测量，同时装置内部具有多路平行探测光束，可同时探测空间多位置处的磁场，通过不同位置处磁场进行梯度差分，实现空间梯度磁场测量。
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公开(公告)号：CN111024258B
公开(公告)日：2021-03-23
申请号：CN201911308592.2
申请日：2019-12-18
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01K11/00
摘要： 一种碱金属气室内部热分布与热稳定测量装置，有利于为惯性以及磁场的测量装置灵敏度的提升提供技术支持，包括位于碱金属气室左侧方向的驱动激光器，在所述驱动激光器与所述碱金属气室之间设置有消偏振分光棱镜，所述碱金属气室的右侧方向设置有出射阵列式光电探测器，所述消偏振分光棱镜将所述驱动激光器发射的检测激光分成两束，其中一束经过所述碱金属气室的内部被测点到达所述出射阵列式光电探测器，另一束到达入射阵列式光电探测器，所述入射阵列式光电探测器得到所述被测点的入射光强信号值Ii，所述出射阵列式光电探测器得到所述被测点的出射光强信号值Io，通过包含有Ii，Io，以及所述被测点温度T的关系式解算得到所述被测点的温度值T。
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公开(公告)号：CN109738837A
公开(公告)日：2019-05-10
申请号：CN201910133075.X
申请日：2019-02-22
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/032
摘要： 本发明涉及一种用于单光束SERF(Spin-Exchange-Relaxation-Free，无自旋交换弛豫)原子磁强计的剩余磁场原位补偿方法，属于原子磁强计领域。由于SERF原子磁强计精度极高，其达到工作状态要求的SERF态对高质量的零磁环境依赖性较大，被动补偿难以达到，而通过锁定输出曲线极值点的主动补偿方法受环境、噪声等影响较大，由于单光束原子磁强计仅有一束光，所以限制了那些针对于双光束原子磁强计的磁场补偿方法都不再适用。本发明设计的方法是，在单光束SERF磁强计非敏感轴方向增加一个偏置量以增加零场共振宽度来使输出响应更加明显，再进行三轴调制观察输出信号的FFT进行补偿，从而使剩余磁场能够更加精确的补偿到零点，未来可服务于超高精度SERF原子磁强计心脑磁测量等自动化、微型化领域。
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