[实用新型]一种新型铯光泵磁探仪探头装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及微弱磁场探测、磁法勘探、磁异常探测用设备铯光泵磁探仪的探头设计技术，主要是一种新型铯光泵磁探仪探头装置。

背景技术

在地球磁场的长期作用下，顺磁材料存留较强的磁性。未被开采时，顺磁材料埋藏于大地，数量巨大会表现为有别于周围地质构造的异变磁场。经人工开采后，它的磁特性常被作为一种探测手段。未爆炸物UXO、潜艇等大量磁性体，因其存在引起周围地磁场的变化，而成为磁探仪对磁性体进行探测与定位。光泵磁探仪因其灵敏度高，成为各国研究对象。

铯光泵磁探仪是以铯原子能级在磁场中产生塞曼效应为基础，在光泵作用和铯原子吸收室外施加射频场的作用下，原子吸收室内铯原子产生磁共振。此时射频场的频率f即为拉莫尔频率，其与外磁场H₀成正比。

f＝γH₀

其中γ为旋磁比，γ≈3.5Hz/nT。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种新型铯光泵磁探仪探头装置。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的。这种新型铯光泵磁探仪探头装置，主要包括射频感应器，加热器，铯灯，菲涅尔透镜，分裂波束式偏振片，铯原子吸收室，加热线圈，套筒，热敏电阻，透镜，滤光片，光敏二极管和外壳；在加热器和射频感应器的作用下，铯灯内的铯金属气化，铯原子受高频激励发光，产生894.3nm工作波段的泵浦光，泵浦光通过菲涅尔透镜后扩束准直成平行光，平行光通过分裂波束式偏振片转化成左、右旋偏振光，偏振光在铯原子吸收室内部产生光泵效应；通过加热线圈对铯原子吸收室加热，同时热敏电阻反馈灯室温度，保持铯原子吸收室的加热温度稳定；透镜、滤光片将有用光信号汇聚于光敏二极管上，光敏二极管将光信号转换成电信号；拉莫尔频率经多极信号放大后通过信号处理器内的移相器形成自激振荡回路，同时对拉莫尔频率计数，读取相应的频率值，转换成当前所处位置的地球磁场；当套筒上的线圈所产生的射频场频率与铯原子吸收室内原子磁共振的拉莫尔频率一致时，经过铯光泵磁探仪中信号处理器内的移相器移相后可形成自激跟踪。

更进一步，通过磁探仪中的温控电路对铯原子吸收室进行恒温控制。

更进一步，通过菲涅尔透镜将铯灯所产生的工作谱线扩束成与铯原子吸收室工作面等大的平行光。

更进一步，铯原子吸收室充缓冲气体，减少原子气室内原子的驰豫作用提高磁探仪的灵敏度；并在铯原子吸收室镀适应高温工作的OTS膜，压窄原子吸收室线宽提高灵敏度。

更进一步，铯灯为柱状，底部加热器对其铯灯内的金属进行气化，同时采用射频感应方式激励铯灯。

本实用新型的有益效果为：具有消除转向差和较窄。无需采用繁杂的复杂定向伺服系统方案，单探测器即可实现全球任何磁倾角地区快速开展工作。本发明较以往磁异常探测器具有较高的磁共振信号和较低的光噪声，能实现高精度的磁异常探测能力。本发明采用新式泵灯，能较大的提高磁异常探测器的寿命。这一特点将有利于提高军用反潜氦光泵磁探仪的环境适用性和可靠性，可以快速方便实现地磁的观测和军用目标的磁异常探测，对于地质矿产勘查和军用磁异常探测目标可实现快速实施。

附图说明

图1新型铯光泵磁探仪探头装置结构；

图2分裂波束式偏振片结构示意图；

图3镀OTS膜、充缓冲气体吸收室结构；

图4镀石蜡膜吸收室结构1；

图5镀石蜡膜吸收室结构2。

标记说明：射频感应器1，加热器2，铯灯3，菲涅尔透镜4，分裂波束式偏振片5，铯原子吸收室6，加热线圈7，套筒8，热敏电阻9，透镜10、滤光片11，光敏二极管12，外壳13。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：