[发明专利]一种补偿激光原子磁力计磁屏蔽罩内部剩余磁场的方法

摘要

本发明提出了一种补偿激光原子磁力计磁屏蔽罩内部剩余磁场的方法，旨在降低或者消除磁屏蔽罩内部剩余磁场，使得激光原子磁力计能够高灵敏度地测量弱磁。本发明针对实际操作中三轴线圈的小角度非正交性和激光传播方向与磁场主轴未完全重合、影响激光原子磁力计灵敏度这一问题而提出，通过多次循环调节三轴线圈内部电流，观测和拟合激光原子磁力计信号的方式，最终达到降低或者消除磁屏蔽罩内部碱金属原子蒸气泡处剩余磁场强度的目的。

主权项

1.一种补偿激光原子磁力计磁屏蔽罩内部剩余磁场的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将X方向磁场线圈电流初始值、Y方向磁场线圈电流初始值和Z方向磁场线圈电流初始值均设置为0A，其中，X方向为激光束传播方向，步骤2、在三轴线圈的X方向磁场线圈中以X方向磁场线圈电流初始值为中心施加对称的X方向扫描电流，通过差分光电探测器检测激光偏振面改变大小信号，并将激光偏振面改变大小信号输出至锁相放大器，锁相放大器以声光调制器的调制频率为参考频率，并由锁相放大器对激光偏振面改变大小信号进行幅度解调获得X方向扫描锁相放大器输出信号，记录X方向扫描锁相放大器输出信号和X方向磁场线圈扫描电流，再根据公式(1)对X方向扫描电流和X方向扫描锁相放大器输出信号进行拟合，由拟合的曲线方程得到X方向磁场线圈电流设定值，其中，f_x(I_x)为X方向扫描锁相放大器输出信号，I_x为X方向扫描电流，a₁、b₁、c₁均为拟合系数，I_initialx为X方向磁场线圈电流初始值，I_setx为补偿X方向剩余磁场所需施加的X方向磁场线圈电流设定值，步骤3、在三轴线圈的Y方向磁场线圈中以Y方向磁场线圈电流初始值为中心施加对称的Y方向扫描电流，通过差分光电探测器检测激光偏振面改变大小信号，并将激光偏振面改变大小信号输出至锁相放大器，锁相放大器以声光调制器的调制频率为参考频率，并由锁相放大器对激光偏振面改变大小信号进行幅度解调获得Y方向扫描锁相放大器输出信号，记录Y方向扫描锁相放大器输出信号和Y方向磁场线圈扫描电流，再根据公式(2)对Y方向扫描电流和Y方向扫描锁相放大器输出信号进行拟合，由拟合的曲线方程得到Y方向磁场线圈电流设定值，其中，f_y(I_y)为Y方向扫描锁相放大器输出信号，I_y为Y方向扫描电流，a₂、b₂、c₂均为拟合系数，I_initialy为Y方向磁场线圈电流初始值，I_sety为补偿Y方向剩余磁场所需施加的Y方向磁场线圈电流设定值，步骤4、在三轴线圈的Z方向磁场线圈中以Z方向磁场线圈电流初始值为中心施加对称的Z方向扫描电流，通过差分光电探测器检测激光偏振面改变大小信号，并将激光偏振面改变大小信号输出至锁相放大器，锁相放大器以声光调制器的调制频率为参考频率，并由锁相放大器对激光偏振面改变大小信号进行幅度解调获得Z方向扫描锁相放大器输出信号，记录Z方向扫描锁相放大器输出信号和Z方向磁场线圈扫描电流，再根据公式(3)对Z方向扫描电流和Z方向扫描锁相放大器输出信号进行拟合，由拟合的曲线方程得到Z方向磁场线圈电流设定值，其中，f_z(I_z)为Z方向扫描锁相放大器输出信号，I_z为Z方向扫描电流，a₃、b₃、c₃均为拟合系数，I_initialz为Z方向磁场线圈电流初始值，I_setz为补偿Z方向剩余磁场所需施加的Z方向磁场线圈电流设定值，步骤5、若X方向磁场线圈电流设定值与X方向磁场线圈电流初始值的差值小于设定阈值，且Y方向磁场线圈电流设定值与Y方向磁场线圈电流初始值的差值小于设定阈值，且Z方向磁场线圈电流设定值与Z方向磁场线圈电流初始值的差值小于设定阈值，则三个方向均匀场成功；否则，将X方向磁场线圈电流初始值设定为X方向磁场线圈电流设定值，将Y方向磁场线圈电流初始值设定为Y方向磁场线圈电流设定值，将Z方向磁场线圈电流初始值设定为Z方向磁场线圈电流设定值，返回步骤2。