[发明专利]基于椭圆光的单光Mx原子磁力仪

摘要

基于椭圆光的单光Mx原子磁力仪，包括激光发生器、偏振片、四分之一波片、放置于磁屏蔽桶的原子气室、缠绕在原子气室外的射频线圈、偏振分束器、光电探头、电流电压转换器、锁相放大器、反馈调节器、直接数字式频率合成器。本发明通过椭圆光单光，实现泵浦与探测，是一种既能简化光路，又能用差分探测的方式消除光功率噪声的原子磁力仪。

主权项

1.基于椭圆光的单光Mx原子磁力仪，包括激光发生器、偏振片，其特征在于还包括四分之一波片、放置于磁屏蔽桶的原子气室、缠绕在原子气室外的射频线圈、偏振分束器、光电探头、电流电压转换器、锁相放大器、反馈调节器、直接数字式频率合成器；激光发生器产生的单色光，经过透镜组进行光束扩大，扩大后的光束通过偏振片后，实现偏振的纯化，出射光为完全线偏振光；线偏振光经过四分之一波片后，通过调节四分之一波片与偏振片的夹角，使得出射光线变为椭圆偏振光；椭圆偏振光通过放置于磁屏蔽桶内的原子气室，与原子气室内的铷原子发生相互作用，气室中冲有缓冲气体；在待测磁场的磁矩作用下，原子宏观极化矢量围绕待测磁场方向发生进动；缠绕在原子气室外的射频线圈用于施加震荡磁场；椭圆光通过极化矢量投影变化的铷原子气室时，椭圆光的长轴方向发生偏转，其偏转方向随着极化矢量投影变化而变化；这个旋转的椭圆光束通过偏振分束器，被分为水平偏振光和垂直偏振光；光信号被光电探头接收，经电流电压转换器转化为电信号并差分后，电信号的震动就反映了椭圆偏振光的旋转；这个信号被送入锁相放大器中，与驱动线圈的原始信号进行比较，提取这两信号的相位差，这个相位差即反映了待测磁场的变化，从而获得待测磁场的大小；锁相放大器将输出的磁场变化量给反馈调节器，反馈调节器驱动直接数字式频率合成器，根据磁场变化的大小改变驱动线圈的频率，使得原子时刻处于磁共振状态，获得更好的信号。