[实用新型]一种多通道脉冲泵浦原子磁力传感装置

说明书

本实用新型公开了一种多通道脉冲泵浦原子磁力传感装置，包括至少一个分光保偏传输系统；至少一路泵浦光；多路探测光，探测光包括经一分光保偏传输系统分光而得的偏振光；与分光保偏传输系统相连接并接收探测光的原子磁力传感模块，分光保偏传输系统，包括退偏模块、分光模块以及起偏模块，退偏模块和分光模块相连接并设置在起偏模块之前。其优点在于，通过将激光进行先分光后退偏再起偏处理或者先退偏后分光再起偏处理，将激光分为所需的多路激光；利用泵浦光射入到原子气室中对原子进行极化，使得原子产生一个较大的宏观磁矩，满足了多路探测光共用一个原子气室进行多点信息测量的条件，提高了信息测量的效率。

技术领域

本实用新型涉及原子磁力仪领域，尤其涉及一种多通道脉冲泵浦原子磁力传感装置。

背景技术

磁场信息存在于很多场合，利用磁场信息可以获得许多未知信息，在地磁探测，生物磁场检测等方面有很多应用。经典的磁场测量仪器有磁通门，高斯计等装置。随着量子测量技术的成熟发展，出现了基于量子效应的原子磁力仪，主要有光泵磁力仪，质子磁力仪，无自旋交换弛豫磁力仪，以及脉冲泵浦式磁力仪。原子磁力仪具有更高的灵敏度以及准确度，是当前磁场测量仪器的主流发展方向。

但是，现有的原子磁力仪多为单通道技术方案，即单个原子气室中只通过一路探测光，探测光与原子相互作用产生信号，然后经过相应的光电感应装置来接收磁场信息。单通道技术方案只能测量原子气室中单点的信息，造成信息的测量效率较低。

实现多通道原子磁力传感装置的主要难点在于：1、现有针对单个原子气室的多通道技术存在缺陷，相邻探测光的间隔距离要大于原子的扩散长度才能保证不同的探测光作用的是不同的原子，探测的是不同的信号；2.多通道原子磁力传感装置必然需设置多束作为探测光的激光，而发射所需激光的激光器价格昂贵，如设置多台激光器，会大大提高整个传感装置的成本，不利于商业推广。而现有的分光方法，如采用分光镜或光学分束器，缺点是需搭建比较复杂的分路系统，且需要精确调整每个镜片，而且系统容易受振动影响；还有的分光方法为采用光纤分路器进行分光，但由于激光是一种偏振较好的相干光源，经光纤分路器分路后的激光偏振较差，原子磁力传感装置要求探测光均为偏振光，且光功率基本一致，因此，仅通过光纤分路器实现分路的多束激光无法满足原子磁力传感装置的工作要求。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多通道脉冲泵浦原子磁力传感装置，实现光路保偏分光和原子气室中的光路通道的密度问题，排除了不同通道之间的互相干扰，实现了泵浦光的光路共用，提高了信息的测量效率，减少激光器的数量，大大降低成本。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种多通道脉冲泵浦原子磁力传感装置，包括

至少一个分光保偏传输系统；

至少一路泵浦光；

多路探测光，所述探测光包括经一分光保偏传输系统分光而得的偏振光；

与分光保偏传输系统相连接并接收所述探测光的原子磁力传感模块；

所述原子磁力传感模块包括至少一列依次排布的原子气室，以及与探测光数量相对应的光电感应装置，其中每个所述原子气室被至少一路所述探测光穿过，穿过同一所述原子气室的所述探测光的间距大于原子在一定温度一定缓冲气体气压下的扩散长度，所述光电感应装置设置在所述探测光射出所述原子气室的一侧，用于接收所述探测光与原子相互作用产生的信号，所述泵浦光穿过同一列上的所有所述原子气室；

所述分光保偏传输系统，包括用于将激光变为完全非偏振光的退偏模块、分光模块以及用于将变成完全非偏振光的激光转化成偏振光的起偏模块，所述退偏模块和所述分光模块相连接并设置在所述起偏模块之前。

进一步地，所述分光模块包括光纤分路器，所述光纤分路器之前连接有光纤耦合器，之后设有光纤准直器，所述光纤准直器设置在所述起偏模块之前。