【技术实现步骤摘要】
一种基于原子磁力仪的三维空间磁场测绘装置
本专利技术涉及磁场测量
，具体涉及一种基于原子磁力仪的三维空间磁场测绘装置。
技术介绍
碱金属原子最外层只有一个电子，电子自旋在外磁场作用下会以特定频率绕磁场方向进动，进动频率的大小仅与原子种类和磁场幅值有关。利用碱金属原子最外层电子自旋的进动性质可以构成原子磁力仪，实现对磁场的高灵敏测量，在军事侦察、矿产勘测、生物磁场探测等领域均有着重要的应用潜力。光与原子的相互作用是原子磁力仪中的重要过程：一方面碱金属原子对入射光子的吸收使大部分碱金属原子最外层电子具有相同的初始自旋指向，大量微观原子的电子自旋表现为宏观的非零自旋极化；另一方面，碱金属原子电子自旋在磁场作用下的进动会影响原子对入射光的吸收，据此可以通过透射出原子介质的光功率变化反映碱金属原子电子自旋的进动频率，得到原子所处位置磁场的幅值。由于左旋圆偏振光子与右旋圆偏振光子携带的角动量方向相反，碱金属原子电子自旋吸收左旋圆偏振光子与吸收右旋圆偏振光子后自旋极化方向相反。因此周期性调制入射光的左右旋偏振状态可以实现碱金属原子电...
【技术保护点】
1.一种基于原子磁力仪的三维空间磁场测绘装置，其特征在于，包括光路模块、传感表头、温度控制模块和信号分析控制模块；光路模块包括激光发射单元和光束放大单元；激光发射单元发射的激光经光束放大单元放大后，发射到传感表头；温度控制模块围绕着传感表头设置；信号分析控制模块分别与激光发射单元和传感表头连接；/n所述传感表头包括原子气室(201)、光电探测阵列(202)和无磁线性平移台(203)，原子气室(201)、光电探测阵列(202)沿着光传播方向依次设置，所述无磁线性平移台(203)与原子气室(201)、光电探测阵列(202)固连在一起，用于改变原子气室(201)、光电探测阵列(2...
【技术特征摘要】
1.一种基于原子磁力仪的三维空间磁场测绘装置，其特征在于，包括光路模块、传感表头、温度控制模块和信号分析控制模块；光路模块包括激光发射单元和光束放大单元；激光发射单元发射的激光经光束放大单元放大后，发射到传感表头；温度控制模块围绕着传感表头设置；信号分析控制模块分别与激光发射单元和传感表头连接；
所述传感表头包括原子气室(201)、光电探测阵列(202)和无磁线性平移台(203)，原子气室(201)、光电探测阵列(202)沿着光传播方向依次设置，所述无磁线性平移台(203)与原子气室(201)、光电探测阵列(202)固连在一起，用于改变原子气室(201)、光电探测阵列(202)沿光传播方向上的位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于原子磁力仪的三维空间磁场测绘装置，其特征在于，所述激光发射单元包括依次设置的激光控制器(101)、激光器(102)、二分之一波片(103)、偏振分光镜(104)和偏振调制元件(105)；所述激光器(102)用于向原子气室(201)发射激光，所述偏振分光镜(104)用于将激光器(102)发射的激光分为主光束(A)和参考光束(B)，所述二分之一波片(103)用于调整主光束(A)和参考光束(B)的光功率，所述激光控制器(101)设置在参考光束(B)光路上并用于实现对激光频率和功率的选择及稳定；所述偏振调制元件(105)用于对主光束(A)的偏振状态进行周期性调制。
3.根据权利要求2所述的一种基于原子磁力仪的三维空间磁场测绘装置，其特征在于，所述光束放大单元包括扩束镜(106)、平面反射镜(107)、四分之一波片(108)和球面反射镜组；经偏振调制元件(105)周期性调制的主光束依次经过扩束镜(106)、平面反射镜(107)、四分之一波片(108)和球面反射镜组；所述扩束镜(106)和球面反射镜组用于扩大主光束的光斑尺寸；所述四分之一波片(108)用于将线偏振激光转化为圆偏振状态。
4.根据权利要求3所述的一种基于原子磁力仪的三维空间磁场测绘装置，其特征在于，所述球面反射镜组包括沿着光传播方向依次设置的第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李莹颖，王凯，徐馥芳，马明祥，汪杰，罗玉昆，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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