[发明专利]一种基于原子磁共振的静磁场空间分布测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于原子磁共振的静磁场空间分布测量方法，其特征在于，采用基于原子磁共振的静磁场空间分布测量系统；

基于原子磁共振的静磁场空间分布测量系统，包括激光(1)、光学滤波器(2)、起偏器(3)、1/4波片(4)、扩束透镜(5)、准直透镜(6)、四层磁屏蔽(7)、加热炉(8)、碱金属原子气室(9)、线圈(10)、射频场(11)、光电信号探测器阵列(12)；

激光(1)依次通过光学滤波器(2)、起偏器(3)、1/4波片(4)、扩束透镜(5)、准直透镜(6)后，穿过四层磁屏蔽(7)后进入光电信号探测器阵列(12)；线圈(10)在四层磁屏蔽(7)内，加热炉(8)在线圈(10)内，碱金属原子气室(9)在加热炉(8)内；四层磁屏蔽(7)处于射频场(11)范围内；

碱金属原子气室(9)内充满碱金属原子；

静磁场空间分布测量方法包括如下步骤：

S1、制备充满碱金属原子的气室；

S2、使用圆偏振光极化碱金属原子；

S3、给碱金属原子气室沿z轴方向施加静磁场的同时，沿x轴方向施加射频场，使原子发生磁共振；

S4、调制射频场振荡频率，并用光电探测器线阵阵列对出射光斑进行光强探测；当输出光强的周期信号幅值最大时，其信号周期对应频率即原子共振频率；

S5、扫频法调制射频场振荡频率，依次记录z轴方向上每一个探测器探测到的光强输出信号幅值最大时对应周期；

S6、采用逐点扫频方法计算得到空间静磁场空间分布。

2.根据权利要求1所述的静磁场空间分布测量方法，其特征在于，碱金属原子气室(9)采用石英玻璃或硼硅玻璃材料制成。

3.根据权利要求1所述的静磁场空间分布测量方法，其特征在于，射频场(11)沿x轴方向垂直于静磁场，光电信号探测器阵列(12)的阵列垂直于圆偏振光方向并沿x-y面排列。

4.根据权利要求1所述的静磁场空间分布测量方法，其特征在于，激光(1)通过起偏器(3)变为线偏振光。

5.根据权利要求1～4之一所述的静磁场空间分布测量方法，其特征在于，1/4波片(4)用于将线偏振光转换为圆偏振光。

6.根据权利要求1～4之一所述的静磁场空间分布测量方法，其特征在于，扩束透镜(5)和准直透镜(6)用于扩大圆偏振光光束直径，使其覆盖气室。

7.根据权利要求1～4之一所述的静磁场空间分布测量方法，其特征在于，四层磁屏蔽(7)用于屏蔽地磁场。

8.根据权利要求1～4之一所述的静磁场空间分布测量方法，其特征在于，线圈(10)用于产生碱金属进动需要的静磁场。

9.根据权利要求1～4之一所述的静磁场空间分布测量方法，其特征在于，激光(1)采用激光器产生，波长为600nm～1000nm。