[发明专利]抽运激光与磁场方位对准装置及方法

说明书

本申请涉及一种抽运激光与磁场方位对准装置及方法。抽运激光与磁场方位对准装置包括圆偏振抽运激光光路、第一反射镜、磁屏蔽桶、加热装置、X轴亥姆霍兹线圈、Y轴亥姆霍兹线圈、Z轴亥姆霍兹线圈、第一恒流源、第二恒流源、第三恒流源、光电探测器和数字锁相放大器。所述Z轴亥姆霍兹线圈包括两个第一线圈和两个第二线圈。所述两个第一线圈用于产生Z轴方向上的直流应用磁场。所述两个第二线圈用于产生Z轴方向上的正弦扫描磁场。通过移动沿X轴和Y轴方向移动所述第一反射镜，使所述数字锁相放大器显示所述光电探测器输出信号的幅值达到最大值，完成对准，实验结果便于观测、本方法操作简单且实用性强。

技术领域

本申请涉及光学检测、磁场探测与分析技术领域，特别是涉及抽运激光与磁场方位对准装置及方法。

背景技术

核磁共振陀螺仪工作中惰性气体极化需要抽运激光及与其同方位的直流磁场共同作用完成，但事实上抽运激光与磁场方位之间往往存在夹角，这将导致极化时间延长、极化效率降低等问题而最终影响核磁共振陀螺仪性能。

现有的驱动激光与磁场方位对准方法主要采用先用三维磁场主动磁补偿方法，消除磁屏蔽场内残余磁场，主动产生Z轴方向主磁场，X轴施加调制磁场B_xfsin(ωt)，调节驱动激光在X轴的方位投影，直到P_trans的输出不再包含频率为ω的项，再Y轴施加调制磁场B_yfsin(ωt),调节驱动激光在Y轴的方位投影，直到P_trans的输出不再包含频率为ω的项，完成方位对准。

传统的方位对准方法需要分别在X轴、Y轴施加调制磁场,检验的输出中是否包含频率为ω的项，步骤复杂，给实际对准操作增加难度。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中方位对准方式复杂，实用难度大的问题，提供一种抽运激光与磁场方位对准装置及方法。

本申请一个实施例提供一种抽运激光与磁场方位对准装置，包括：

圆偏振抽运激光光路，用于产生圆偏振抽运激光；

第一反射镜，与所述圆偏振抽运激光光路间隔设置；

磁屏蔽桶，设置于所述第一反射镜的反光路径，所述磁屏蔽桶包括容纳腔；

碱金属气室、加热装置、X轴亥姆霍兹线圈、Y轴亥姆霍兹线圈和Z轴亥姆霍兹线圈，位于所述容纳腔，所述碱金属气室位于所述X轴亥姆霍兹线圈、所述Y轴亥姆霍兹线圈和所述Z轴亥姆霍兹线圈包围形成的空间内，所述加热装置用于加热所述碱金属气室，所述圆偏振抽运激光通过所述第一反射镜入射至所述碱金属气室；

所述Z轴亥姆霍兹线圈包括两个第一线圈和两个第二线圈，所述两个第一线圈和所述两个第二线圈均平行设置，所述两个第二线圈位于所述两个第一线圈之间；

第一恒流源，连接所述两个第一线圈；

第二恒流源，连接所述X轴亥姆霍兹线圈；

第三恒流源，连接所述Y轴亥姆霍兹线圈；

光电探测器，用于接收经过所述碱金属气室的所述圆偏振抽运激光；

数字锁相放大器，分别与所述光电探测器、所述两个第二线圈连接，用于显示所述光电探测器输出信号幅值，并且所述数字锁相放大器用于控制所述两个第二线圈产生正弦磁场。

在一个实施例中，还包括：

第二反射镜和凸透镜，所述第二反射镜用于将经过所述磁屏蔽桶后的所述圆偏振抽运激光通过所述凸透镜折射至所述光电探测器。

在一个实施例中，所述圆偏振抽运激光光路包括：

抽运激光器，用于产生抽运激光；

光隔离器，用于接收所述抽运激光，使所述抽运激光进行单向传输；