[发明专利]一种基于原位磁强计的屏蔽桶内剩磁测量方法

权利要求书

1.一种基于原位磁强计的屏蔽桶内剩磁测量方法，其特征是：所述原位磁强计基于原子传感器自身的气室、通过施加光场和磁场实现的原子磁强计，工作在磁共振状态，利用原子传感器的气室实现原位原子磁强计，对屏蔽桶内剩磁进行测量；具体包括以下步骤：

步骤一、首先搭建原子传感器系统，该原子传感器系统包括原子气室(11)、烤箱(12)、三轴线圈(13)、多层磁屏蔽桶(14)、抽运光路(15)、检测光路(16)；然后在纵向即抽运光方向施加静磁场和调制磁场，同时施加抽运光、检测光，使原子磁强计工作在磁共振状态；

步骤二、对所述检测光路(16)中的平衡探测器(160)探测到的原子进动信号进行正交解调，获得横向即垂直抽运光方向的磁场大小与方向；然后采用三轴线圈(13)中两个横向线圈施加补偿磁场，直至横向磁场被补偿至零；

步骤三、改变检测光强，重复步骤二中所述的磁补偿过程，记录将横向磁场补偿至零时补偿磁场的输出值，绘制所述输出值随检测光强变化的图像，最终拟合获得一条直线，从直线纵轴截距获得屏蔽桶内的横向剩磁，实际横向剩磁与直线纵轴截距所表示的磁场大小相等，方向相反；

步骤四、将横向剩磁补偿至零后，将调制磁场改为在横向施加，并扫描调制磁场的频率，获得原子的共振频率；然后翻转静磁场和抽运光，即静磁场大小不变、方向相反以及抽运光左右旋反向；测量原子共振频率的变化，除以两倍的碱金属旋磁比，获得屏蔽桶内的纵向剩磁，

所述原子气室(11)包含原子传感器工作所需的原子源；烤箱(12)将原子气室(11)加热以得到高密度碱金属原子蒸气；三轴线圈(13)包括两个横向线圈和一个纵向线圈，分别称为X、Y、Z轴线圈，用于施加静磁场、激励磁场并补偿剩磁。

2.根据权利要求1所述的一种基于原位磁强计的屏蔽桶内剩磁测量方法，其特征在于：在所述原子传感器系统中，所述原子气室(11)、烤箱(12)和三轴线圈(13)均位于多层磁屏蔽桶(14)内部，所述多层磁屏蔽桶(14)上开有通光孔供激光通过。

3.根据权利要求1所述的一种基于原位磁强计的屏蔽桶内剩磁测量方法，其特征在于：所述多层磁屏蔽桶(14)为多层结构，用于屏蔽环境磁场。

4.根据权利要求1所述的一种基于原位磁强计的屏蔽桶内剩磁测量方法，其特征在于：所述抽运光路(15)包括第一激光光源(151)，将所述第一激 光光源(151)转换为圆偏振光的第一偏振分束棱镜(152)和1/4波片(153)以及用于测量吸收的光电探测器(154)。

5.根据权利要求1所述的一种基于原位磁强计的屏蔽桶内剩磁测量方法，其特征在于：所述检测光路(16)包括第二激光光源(161)、第二偏振分束棱镜(162)和差分偏振检测系统(163)，所述差分偏振检测系统(163)中的平衡探测器(160)测得的差分信号用于解调以得到磁强计测量结果。