[发明专利]光泵磁力仪吸收室吸收比的测试装置及测试方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高精度地球物理测量仪器，尤其是用光泵作用原理测试光泵磁力仪吸收室吸收比的装置及收比的测试方法。

背景技术：

目前，光泵磁力仪主要应用于航空探测、海洋探测和空间探测。它以具有一定磁矩的原子在外磁场中产生塞曼分裂(Zeeman Effect)为基础，并采用光泵技术和磁共振技术研制而成。探头中的吸收室是该种磁力仪的重要组成部分。决定光泵效果的主要因素有吸收室体积、充气气压和气体纯度等，其制作的优劣会直接影响测量准确度和灵敏度，甚至导致光泵磁力仪不能工作。

利用高频振荡电路将样品原子激励至亚稳态，同时利用光谱灯产生的D线照射吸收室，使原子磁矩定向排列。通过检测光泵作用前后透过吸收室的光强的变化来判断光泵作用的强弱。定义吸收D线的程度为吸收比δ：

δ=V1-V2V1×100%]]>

其中，V₁是激励光谱灯，没激励吸收室时，透过吸收室的光敏元件输出电压；V₂是同时激励光谱灯时，透过吸收室的最小光敏元件输出电压。

现有检测吸收室是否合格的方法是在制作完吸收室后装入探头，通过测试探头的整体效果来判断吸收室的光敏电压V₂和吸收比δ。这种方法存在很多问题，比如当探头的整体效果不好时，就不能判定一定是吸收室的问题，即便确认是吸收室的问题后，还必须从抽真空开始重新制作吸收室，既浪费了材料，又延长了磁力仪的制作周期。

吉林大学张振宇博士论文“氦光泵磁测技术研究”叙述了测试吸收比的物理原理，并未设计出具体的实用装置和在线测试方法。

发明内容：

本发明的目的就在于针对上述向有技术的不足，提供一种在线测试的光泵磁力仪吸收室吸收比的测试装置；

本发明的另一目的就在于提供一种在线测试的光泵磁力仪吸收室吸收比的测试方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明是通过对吸收室吸收比的在线观测，调节吸收室内的压强，使吸收比大于30%，实现对吸收比的测试，满足光泵磁力仪对吸收室的要求。

光泵磁力仪吸收室吸收比的测试装置，是由光泵探头、光敏电压采集电路和抽真空-充气设备构成，其特征在于，所述的光泵探头是由高频振荡电路1分别激励灯室2和吸收室4，灯室2发出的光经偏振组件3变成平行圆偏振光后照射吸收室4，透过吸收室4的圆偏振光穿过透镜5会聚于光敏元件6，光敏元件6将光信号转换成电流信号，经电流电压转换器7将电流信号转换成电压信号后送入光敏电压采集电路8，吸收室4与抽真空-充气设备工位15中任意接头烧接构成。

所述的光敏电压采集电路是由模数转换器16经.微处理器18分别连接液晶显示器17和按键控制器19构成。

一种光泵磁力仪吸收室吸收比的测试方法，包括以下步骤：

a、开启抽真空-充气设备9，将吸收室4与抽真空-充气设备9中的工位15中任意接头烧接；

b、高频振荡电路1分别激励灯室2和吸收室4，灯室2产生的光经过偏振组件3后变成圆偏振光，用圆偏振光去激励吸收室4的原子，使其产生光泵作用；

c、通过抽真空-充气设备9的低真空泵10、高真空涡轮分子泵11和超高真空溅射离子泵12对吸收室4抽真空，吸收室4的真空度通过指示单元14显示；

d、再通过抽真空-充气设备9的充气单元13对吸收室4充入气体，指示单元14实时显示所充气体的压强；

e、检测装置初始化；

f、对吸收室4充完气后，高频振荡器电路1分别激励灯室2和吸收室4，灯室2发出的光经偏振组件3变成平行圆偏振光后照射吸收室4，透过吸收室4的圆偏振光穿过透镜5会聚于光敏元件6，光敏元件6输出的直流电压经电流电压转换器7将电流信号转换成电压信号，再经光敏电压采集电路8将数字信号送至微处理器18，微处理器18对信号进行处理，并在液晶显示器17上显示光敏电压V₁；