[发明专利]一种新型碱金属光泵磁力仪

权利要求书

1.一种新型碱金属光泵磁力仪，其特征在于：包括探头(1)、磁力仪主机(3)和磁传感器(4)，所述探头(1)通过电缆(2)与磁力仪主机(3)电连接；探头(1)包括探头外罩(20)，探头外罩(20)的内腔置入磁传感器(4)，磁传感器(4)外周环绕设置线圈(5)，线圈(5)通过电缆(2)与磁力仪主机(3)电连接，用于对磁传感器(4)施加拉莫尔信号射频场；磁传感器(4)为两端封闭的管状结构，磁传感器(4)内填充有碱金属，磁传感器(4)的外壁上均匀缠绕有加热丝(8)，用于加热碱金属至气态，加热丝(8)与电缆(2)电连接实现供电；电极(6)的一端连接电缆(2)，电极(6)的另一端插入磁传感器(4)内，用于高频激励碱金属蒸汽，使碱金属蒸汽发光；磁传感器(4)内安装有偏振片(10)，用于将碱金属光转换为泵浦光；磁传感器(4)的两端均安装有反射镜，从而在磁传感器(4)内腔形成双向反射通道，泵浦光沿双向反射通道反复泵浦碱金属蒸汽原子，以发生光泵效应；光电探测器(14)固定在磁传感器(4)靠近磁力仪主机(3)的一端，用于检测含有拉莫频率的光信号，并将其转为电信号，通过电缆(2)传输至磁力仪主机(3)，实现对外磁场的测量。

2.根据权利要求1所述的新型碱金属光泵磁力仪，其特征在于：所述磁传感器(4)的外壁与探头外罩(20)的内壁之间填充有保温层(7)。

3.根据权利要求1所述的新型碱金属光泵磁力仪，其特征在于：所述管状结构为玻璃外套管(12)，玻璃外套管(12)套设在磁共振玻璃管(11)外周；磁共振玻璃管(11)具有梨形端和柱形端；玻璃外套管(12)的一端与磁共振玻璃管(11)的梨形端外壁焊接密封，玻璃外套管(12)的另一端与磁共振玻璃管(11)的柱形端口部焊接密封。

4.根据权利要求3所述的新型碱金属光泵磁力仪，其特征在于：所述磁共振玻璃管(11)的梨形端密封焊接有球面反射镜(9)，平面反射镜(13)焊接密封在磁共振玻璃管(11)的柱形端口部。

5.根据权利要求4所述的新型碱金属光泵磁力仪，其特征在于：偏振片(10)固定在磁共振玻璃管(11)内，光电探测器(14)固定在平面反射镜(13)上；磁共振玻璃管(11)内充入碱金属和缓冲气体，在磁共振玻璃管(11)内形成磁共振腔。

6.根据权利要求1所述的新型碱金属光泵磁力仪，其特征在于：所述磁力仪主机(3)通过对外接口模块(19)与外部设备电连接，实现供电和通信。

7.根据权利要求6所述的新型碱金属光泵磁力仪，其特征在于：所述磁力仪主机(3)还包括高频激励模块(15)，高频激励模块(15)的一端与对外接口模块(19)电连接，高频激励模块(15)的另一端通过电缆(2)连接电极(6)，用于提供可调谐、高频激励功率。

8.根据权利要求6所述的新型碱金属光泵磁力仪，其特征在于：所述磁力仪主机(3)还包括信号处理模块(16)和主控模块(18)，信号处理模块(16)的一端通过电缆(2)与光电探测器(14)电连接，用于接收拉莫频率电信号，信号处理模块(16)的另一端与主控模块(18)电连接，用于输出模拟或者TTL频率信号；主控模块(18)将接收到的信号转化成磁场值并输出至对外接口模块(19)。

9.根据权利要求6所述的新型碱金属光泵磁力仪，其特征在于：所述磁力仪主机(3)还包括温控模块(17)，温控模块(17)的一端通过电缆(2)分别与线圈(5)和加热丝(8)电连接，用于控制加热丝(8)的加热温度和线圈(5)的电流大小，温控模块(17)的另一端与对外接口模块(19)电连接。