射频原子磁力仪及其测量核磁共振信号的方法技术
【技术实现步骤摘要】
射频原子磁力仪及其测量核磁共振信号的方法
本专利技术涉及一种原子磁力仪，尤其是一种射频原子磁力仪及其测量核磁共振信号的方法，属于磁探测
技术介绍
在现代科技中，磁探测技术的应用非常广泛，例如在医学、军事、工业及地球物理等方面都有非常重要的应用，所以磁场的探测是一项非常重要的技术，而在磁探测领域中常需要用到高灵敏度原子磁力仪。原子磁力仪的基本原理是采用一束光极化碱金属原子，并采用另一束光检测被极化原子自旋在检测光方向的分量，实现极微弱磁场检测。原子磁力仪由于其灵敏度高、装置简单、技术实现条件低、功耗小等优点引起广泛的关注，非常具有发展前景。但目前实验室使用的原子磁力仪大多还停留在测量静态的弱磁场上，而实际上许多应用，例如核磁共振(包括核四极矩共振)和磁共振成像，都要求要探测射频磁场，即时变磁场。因此，需要提供一种测量时变磁场的装置，即一种可以测量核磁共振信号的原子磁力仪。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种结构简单、灵敏度高的射频原子磁力仪。本专利技术的另一目的在于提供一种上述原子磁力仪测量核磁共振信号的方法。本专利技术的目的...
【技术保护点】
射频原子磁力仪，其特征在于：包括核磁共振系统、激光光源、探头和检测装置，所述激光光源、探头和检测装置通过激光光路连接构成原子磁力仪的检测部分，其中：所述核磁共振系统，用于使流体样品产生一个核磁共振的自由感应衰减信号，或使固体样品产生一个核四极矩共振的自由感应衰减信号；所述激光光源，用于通过激光器产生线偏振的泵浦光；所述探头，用于感应样品的自由感应衰减信号，自由感应衰减信号可使入射泵浦光的偏振面旋转发生变化；所述检测装置，用于检测出射泵浦光的偏振角调制，通过分析偏振角调制信息以确定自由感应衰减信号的频率成分，从而获得样品的信息。
【技术特征摘要】
1.射频原子磁力仪，其特征在于：包括核磁共振系统、激光光源、探头和检测装置，所述激光光源、探头和检测装置通过激光光路连接构成原子磁力仪的检测部分，其中：所述核磁共振系统，用于使流体样品产生一个核磁共振的自由感应衰减信号，或使固体样品产生一个核四极矩共振的自由感应衰减信号；所述激光光源，用于通过激光器产生线偏振的泵浦光；所述探头，用于感应样品的自由感应衰减信号，自由感应衰减信号可使入射泵浦光的偏振面旋转发生变化；所述探头置于一个偏置磁场中，包括一个内含铷原子蒸汽的铷原子气室，所述铷原子气室靠近样品放置，并放置在一个恒温箱内以进行温度控制，所述恒温箱外放置有磁屏蔽装置；所述铷原子气室呈圆柱形状，内部抽真空、内壁涂上石蜡涂层，并在两侧分别设有入射光口和出射光口；所述检测装置，用于检测出射泵浦光的偏振角调制，通过分析偏振角调制信息以确定自由感应衰减信号的频率成分，从而获得样品的信息；所述检测装置置于出射光口外，包括偏振分光棱镜、光电二极管、转换电路和信号处理模块；在恒温箱中通入热气流，控制铷原子气室内的铷原子蒸汽的温度在40℃～80℃；激光光源产生的泵浦光在经扩束后，通过入射光口进入铷原子气室，对铷原子蒸汽进行泵浦，使铷原子蒸汽处于四极矩充分对齐状态；在自由感应衰减信号的作用下，在铷原子气室中的泵浦光的偏振面旋转发生变化，泵浦光的偏振角发生调制，此时该泵浦光通过出射光口出射，经过偏振分光棱镜后分为两个偏振状态的光，由光电二极管把光信号变成电信号，经转换电路作差、放大和滤波后，用锁相放大器接入信号处理模块进行处理，得到两种成分的光的相对强弱，由此得出泵浦光的偏振角旋转角度，进而得到偏振角调制信息，偏振振荡响应于自由感应衰减信号，通过分析偏振角调制信息以确定自由感应衰减信号的频率成分，从而获得样品的信息，完成测量。2.根据权利要求1所述的射频原子磁力仪，其特征在于：所述核磁共振系统包括第一电流源、第一亥姆霍兹线圈/永磁铁、射频线圈和射频发生器，所述第一电流源驱动第一亥姆霍兹线圈/永磁铁产生主导磁场；所述射频线圈横向于主导磁场放置，并与射频发生器连接，用于产生射频磁场；所述样品为流体时，样品通过一个预偏振模块预极化后，穿过射频线圈同时置于主导磁场中，并在主导磁场和射频磁场的共同作用下产生一个核磁共振的自由感应衰减信号；所述样品为固体时，撤掉主导磁场，样品直接穿过射频线圈，在射频磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜辉，谢丽慧，曾琴，王怀君，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。