[发明专利]一种原子磁强计交流磁场幅值测量装置及方法

权利要求书

1.一种原子磁强计交流磁场幅值测量方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1：根据Bloch方程，计算出极化率的一阶分量的表达式，并推导出交流磁场幅值和调制交流磁场频率之间的关系表达式；

S2：开启抽运激光器和检测激光器，调整两个光路，使抽运光和检测光相互垂直的通过磁屏蔽桶内的碱金属气室，开启加热机构对碱金属气室加热，增加原子数密度，使原子磁强计工作；

S3：用信号采集处理单元测量出原子磁强计的输出信号幅值；

S4：用三轴线圈在垂直于抽运光和检测光平面的方向施加交流磁场；当输出信号幅值没有达到最大值时，扫描交流磁场的频率，直到输出信号达到最大值，记录此时的磁场频率；

S5：根据交流磁场幅值和调制交流磁场频率之间的关系表达式计算出交流磁场幅值的大小。

2.根据权利要求1所述的一种原子磁强计交流磁场幅值测量方法，其特征在于：所述交流磁场为正弦磁场或余弦磁场。

3.一种原子磁强计交流磁场幅值测量装置，用于权利要求1-2任一项所述的原子磁强计交流磁场幅值测量方法，包括抽运光路、检测光路、碱金属原子气室、信号采集处理单元、线圈电流源，其特征在于：所述的碱金属原子气室外部由内向外依次设有加热机构、三轴线圈、磁屏蔽桶，所述抽运光路输出抽运光进入碱金属原子气室后将碱金属原子极化；所述检测光路垂直于抽运光路，输出的检测光通过碱金属原子气室并转换成电压值被所述信号采集处理单元读取；所述信号采集处理单元输出控制信号到线圈电流源，所述的三轴线圈用于在垂直于抽运光和检测光平面的方向施加交流磁场，所述线圈电流源用于控制三轴线圈产生交流磁场的频率。

4.根据权利要求3所述的一种原子磁强计交流磁场幅值测量装置，其特征在于：所述抽运光路包括抽运光激光器和抽运光光路调整机构，抽运光激光器发出的抽运光在经过抽运光光路调整机构调整后射入碱金属原子气室，抽运光光路调整机构包括至少一个透镜。

5.根据权利要求3所述的一种原子磁强计交流磁场幅值测量装置，其特征在于：所述检测光路包括检测光激光器、检测光光路调整机构和光电探测器，所述检测光激光器发出的检测光经过检测光光路调整机构调整后穿过碱金属原子气室并被光电探测器接收，光电探测器接收检测光并将其转化成电压值输出给信号采集处理单元，所述检测光光路调整机构包括至少一个透镜。

6.根据权利要求3所述的一种原子磁强计交流磁场幅值测量装置，其特征在于：所述加热机构包括无磁电加热烤箱和隔热保温材料，所述无磁电加热烤箱用于给碱金属原子气室加热，并配合外部的隔热保温材料腔进行温度控制。

7.根据权利要求3所述的一种原子磁强计交流磁场幅值测量装置，其特征在于：所述磁屏蔽桶用于给装置提供无磁环境。