一种双轴原子自旋磁强计

摘要

本发明公开了一种双轴原子自旋磁强计，包括碱金属气室、无磁电加热设备、三维磁线圈、磁屏蔽层、抽运激光模块和检测激光模块。所述碱金属气室内有碱金属原子、淬灭气体和缓冲气体；无磁电加热设备和磁屏蔽层使碱金属原子工作在高温、低磁场环境下，保证其处于无自旋交换弛豫状态；抽运激光模块用于极化碱金属原子；检测激光模块包括两束独立的相互垂直的检测激光，用于同时敏感两个相互垂直方向的磁场强度，通过锁相放大器解调出测量结果。本发明通过一个碱金属气室能够同时获得双轴磁场信息，并且具有灵敏度高、集成度高和成本低的特点，在脑磁和心磁测量等领域有着广泛的应用前景。

主权项

一种双轴原子自旋磁强计，其特征在于：包括碱金属气室(12)、无磁电加热设备(13)、三维磁线圈(14)、磁屏蔽层(15)、抽运激光模块(18)和检测激光模块(19)；碱金属气室(12)安装于原子磁强计中心处，其外部结构沿径向方向依次为无磁电加热设备(13)、三维磁线圈(14)和磁屏蔽层(15)；检测激光模块(19)的主检测光束由检测光激光器(1)发出，依次通过第一起偏器(2)、调制器(3)、第一1/4波片(4)、分光棱镜(5)而后分为第一检测光束和第二检测光束；第一检测光束沿x轴方向传播，依次通过碱金属气室(12)、第一检偏器(6)、第一光电探测器(7)，而后光信号被转换成电信号输送给锁相放大器(16)进行解调，用于获得碱金属气室(12)中原子敏感到的矢量磁场强度，最后解调得到的磁场强度数据在信号处理器(17)中处理显示；第二检测光束经过平面反射镜改变传播方向，最后沿y轴方向通过碱金属气室(12)，而后光学设计与第一检测光束相同，依次经过检偏器和光电探测器后光信号被转换成电信号输送给锁相放大器(16)进行解调，用于获得碱金属气室(12)中原子敏感到的矢量磁场强度，最后解调得到的磁场强度数据在信号处理器(17)中处理显示；抽运激光模块(18)的抽运光束由抽运光激光器(8)发出，沿z轴方向传播，依次经过第二起偏器(9)、1/2波片(10)、第二1/4波片(11)，而后变为圆偏振光，最后穿过碱金属气室(12)极化碱金属原子。