[发明专利]基于SERF原子磁力仪在生物磁场检测中的样品控温装置

说明书

基于SERF原子磁力仪在生物磁场检测中的样品控温装置，包括激光生成模块、气室加热模块、温度控制模块、控温气室壳和信号接收模块；所述激光生成模块包括激光器及沿激光束光路依次设置的第一1/2波片、偏振分束器和1/4波片；温度控制模块包括泵、水冷管道、样品台和PID控制器；气室加热模块包括铷气室和加热系统，信号接收模块包括第二1/2波片、沃拉斯顿棱镜和两个光电二极管，经过铷气室后的激光束，依次通过第二1/2波片、沃拉斯顿棱镜后由两个光电二极管接收做差分放大处理后传入电脑。本发明结构简单，成本低，可检测较为微弱的磁场信号；生物活体样品可处于活性最强的温度下，实现对样品进行长时间的监测。

技术领域

本发明涉及生物磁场检测技术领域，尤其涉及基于SERF原子磁力仪在生物磁场检测中的样品控温装置。

背景技术

无自旋弛豫原子磁力仪(spin exchange relaxation free atomicmagnetometer，SERF)作为一种灵敏度较高的磁力仪被广泛的应用在弱磁场的检测中。磁场作为一种最基础的物理量，包含了所有的电磁信息。在生物医学检测领域，高灵敏度磁力仪是一种重要的分析测量仪器。然而，SERF磁力仪原子气室的工作温度在一百摄氏度以上，不适用于生物活体样品的弱磁场检测。因此，需要一种可对生物活体样品所处环境温度进行精确控制的系统。

发明内容

为克服上述问题，本发明提供一种基于SERF原子磁力仪在生物磁场检测中的样品控温装置。

本发明采用的技术方案是：基于SERF原子磁力仪在生物磁场检测中的样品控温装置，包括激光生成模块、气室加热模块、温度控制模块、控温气室壳和信号接收模块；

所述激光生成模块包括激光器及沿激光束光路依次设置的第一1/2波片、偏振分束器和1/4波片，激光器射出的激光束依次经过第一1/2波片、偏振分束器和1/4波片后入射至控温气室壳；

所述控温气室壳包括中空的矩形壳体，壳体的左、右侧壁面分别开设有通光口，通光口位于光路上供激光束通过；控温气室壳的顶面开有方孔；壳体的前、后侧壁分别开设有水冷管道口和加热线圈口，加热线圈口位于水冷管道口的下方；

所述温度控制模块包括泵、水冷管道、样品台和PID控制器；样品台设置在壳体内且位于方孔的下方，水冷管道设置在样品台的下方并穿过壳体的水冷管道口，水冷管道的两端与水冷箱连接以形成冷却循环；水冷管道上设有泵，泵与PID控制器连接由PID控制器控制驱动；

所述气室加热模块包括铷气室和加热系统，壳体内且位于水冷管道的下方设有一层隔热层，隔热层的下方设有气室架；铷气室安装在气室架上，铷气室位于光路上供激光束通过；加热系统包括用于对铷气室加热的加热线圈，加热线圈设置在铷气室的下方并位于加热线圈口的对应位置上；

所述信号接收模块包括沿激光束光路依次设置的第二1/2波片、沃拉斯顿棱镜和两个光电二极管，经过铷气室后的激光束，依次通过第二1/2波片、沃拉斯顿棱镜后由两个光电二极管接收做差分放大处理后传入电脑。

进一步，所述隔热层与铷气室之间设有空气层。

进一步，所述水冷管道内设有去离子水。

进一步，所述隔热层采用尼龙加纤材料制成。

本发明的有益效果是：

(1)利用去离子水进行降温，结构简单，成本低；

(2)样品与气室距离近，可检测较为微弱的磁场信号；

(3)生物活体样品可处于活性最强的温度下，实现对样品进行长时间的监测。

附图说明

图1是本发明的系统设计图；

图2是本发明的控温气室壳结构剖面图；