一种基于椭偏光原子磁强计的磁场原位监控与自动补偿装置及方法

    公开(公告)号:CN117826040A

    公开(公告)日:2024-04-05

    申请号:CN202410007681.8

    申请日:2024-01-02

    IPC分类号: G01R33/12

    摘要: 一种基于椭偏光原子磁强计的磁场原位监控与自动补偿装置和方法,使得磁强计能够自动根据对环境磁场的监控结果及时触发在线磁场补偿程序,进而将环境磁场恢复到零场,从而提高了磁强计抵御环境干扰磁场变化的能力,使得磁强计能够长期稳定工作而无需人为归零磁场。本发明在原有磁强计采集一次谐波分量进行磁场测量的基础上,额外采集了之前未被使用的二次谐波分量,通过比较当前二次谐波分量的值与零场环境下二次谐波分量的值的差值实现三轴磁场实时监控;将智能优化算法与二次谐波分量结合,实现了三轴同时的、低采样点数的在线高精度磁场补偿,提高了补偿效率,最终在不影响原有测量灵敏度的基础上提高了磁强计的长期稳定性和抗磁场干扰能力。

    一种基于磁场闭环的椭偏光SERF原子磁强计装置及方法

    公开(公告)号:CN116224180A

    公开(公告)日:2023-06-06

    申请号:CN202310254076.6

    申请日:2023-03-16

    IPC分类号: G01R33/032

    摘要: 本发明提出一种基于磁场闭环的椭偏光SERF原子磁强计装置及方法,为椭偏光SERF原子磁强计提供了一种可行的闭环方案,从而将椭偏光SERF原子磁强计中碱金属原子感受到的磁场锁定在零场,显著增加了磁场测量的动态范围和带宽,同时提高了磁场测量的稳定性。本发明将零阶共振信号的一次谐波分量与二次谐波分量作商得到的无量纲的运算信号作为闭环反馈系统的输入信号,削弱了抽运激光的椭圆度、光功率密度、光频率波动,原子气室温度波动等因素对闭环反馈系统的输入信号的干扰,提高了闭环的准确性和鲁棒性。

    一种基于旋转光纤起偏的椭偏光原子磁强计装置及方法

    公开(公告)号:CN116224181A

    公开(公告)日:2023-06-06

    申请号:CN202310254202.8

    申请日:2023-03-16

    IPC分类号: G01R33/032

    摘要: 一种基于旋转光纤起偏的椭偏光原子磁强计装置及方法,利用旋转光纤起偏器出射设定椭圆度的椭圆偏振光,并将该光束导入至原子磁强计表头内使其与碱金属原子相互作用实现磁场测量。本发明设计的装置和方法是根据所设定的椭圆度计算旋转光纤起偏器的扭转长度和扭转角度,从而使旋转光纤起偏器出射该椭圆度的椭圆偏振光,将该椭圆偏振光导入原子磁强计表头中从而极化碱金属原子的同时产生旋光角用于信号检测,在垂直于光束的方向施加高频调制磁场,利用偏振差分检测技术和锁相放大技术得到待测磁场信息。与常规的原子磁强计构型相比,本发明使用旋转光纤起偏器、椭偏光构型搭建原子磁强计,结构更加紧凑的同时增强了原子磁强计表头的温度稳定性。

    一种基于光频移调制的全光双轴原子磁强计装置及方法

    公开(公告)号:CN116243218A

    公开(公告)日:2023-06-09

    申请号:CN202310305708.7

    申请日:2023-03-27

    IPC分类号: G01R33/032

    摘要: 本发明涉及一种基于光频移调制的全光双轴原子磁强计装置及方法。常规的SERF原子磁强计只能实现单轴磁场测量,通过磁场线圈引入高频调制磁场可以实现多轴磁场测量。但是该方法会增大自旋交换弛豫,降低磁场测量灵敏度。同时在阵列化SERF原子磁强计应用中,该方法也会导致串扰。本发明公开的基于光频移调制的全光双轴原子磁强计装置及方法是采用一束失谐的抽运光,通过声光调制器成为调制光,该光束在实现原有抽运功能的基础上,同时产生一个光频移调制磁场来代替现有通过磁场线圈引入的调制磁场,实现全光构型的同时可以完成双轴磁场测量,能更好的应用于极弱磁场测量。