一种核自旋纵弛豫时间测量方法技术

本发明专利技术提供了一种核自旋纵弛豫时间测量方法，该方法包括：调整原子气室的温度，设置三维磁线圈对原子气室施加磁场；设置检测激光沿x方向通过原子气室，对通过原子气室的检测激光进行信号处理并采集处理后的信号，设置驱动激光沿z方向射入原子气室；阻断驱动激光的抽运光路直至核自旋完全退极化；恢复驱动激光的抽运光路，并同步保存采集的信号和抽运时间直至保存的信号的幅值稳定；对保存的信号进行分段处理，对每段信号分别进行傅里叶变换并计算每段信号对应的激励共振幅度，根据每段信号对应的激励共振幅度和抽运时间进行数据拟合以获取核自旋纵弛豫时间。应用本发明专利技术的技术方案，能够解决现有技术中核自旋纵弛豫时间测量效率低的技术问题。

A method for measuring the relaxation time of nuclear spin

【技术实现步骤摘要】
一种核自旋纵弛豫时间测量方法
本专利技术涉及原子传感器
，尤其涉及一种核自旋纵弛豫时间测量方法。
技术介绍
核自旋是一些原子传感器如核磁共振陀螺中的主要工作介质，核自旋的弛豫时间是影响传感器性能的重要参数。自旋弛豫时间越长，传感器的精度越高，因此，延长自旋弛豫时间是传感器研制的一项核心技术。为检验各种因素对核自旋弛豫时间的作用，必须准确测量弛豫时间。自旋弛豫分为纵弛豫和横弛豫。纵弛豫主要包括与气室内其他原子的相互作用，以及与气室壁碰撞引起的弛豫，纵弛豫时间是纵向极化率退极化的特征时间，其体现了气室本身的性能。横弛豫时间是自旋横向信号自然衰减的特征时间。由于退极化也引起横向信号衰减，因此，横弛豫包括退极化和退相干两种作用引起的弛豫。纵弛豫时间是横弛豫时间的上限。目前，常用的核自旋纵弛豫时间测量方法主要包括延迟激励法和反转延迟激励法。延迟激励法是在不同抽运时间下检测核自旋极化幅度，而反转延迟激励法首先极化核自旋达到稳定幅度，然后将核自旋反转，再在不同延迟时间下检测核自旋极化幅度。上述两种方法利用不同延迟时间测试的极化幅度，对纵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核自旋纵弛豫时间测量方法，其特征在于，所述核自旋纵弛豫时间测量方法包括：/n调整原子气室的温度至设定工作温度，设置三维磁线圈对所述原子气室施加磁场；/n设置检测激光沿x方向通过所述原子气室，对通过所述原子气室的检测激光进行信号处理并采集处理后的信号，设置驱动激光沿z方向射入所述原子气室，所述x方向与所述z方向垂直；/n阻断所述驱动激光的抽运光路直至所述原子气室内核自旋完全退极化；/n恢复所述驱动激光的抽运光路以极化所述原子气室内的原子，并同步保存采集的信号和抽运时间直至保存的信号的幅值稳定；/n对保存的信号进行分段处理，对每段信号分别进行傅里叶变换并计算每段信号对应的激励共振幅度，根据...

【技术特征摘要】
1.一种核自旋纵弛豫时间测量方法，其特征在于，所述核自旋纵弛豫时间测量方法包括：
调整原子气室的温度至设定工作温度，设置三维磁线圈对所述原子气室施加磁场；
设置检测激光沿x方向通过所述原子气室，对通过所述原子气室的检测激光进行信号处理并采集处理后的信号，设置驱动激光沿z方向射入所述原子气室，所述x方向与所述z方向垂直；
阻断所述驱动激光的抽运光路直至所述原子气室内核自旋完全退极化；
恢复所述驱动激光的抽运光路以极化所述原子气室内的原子，并同步保存采集的信号和抽运时间直至保存的信号的幅值稳定；
对保存的信号进行分段处理，对每段信号分别进行傅里叶变换并计算每段信号对应的激励共振幅度，根据每段信号对应的所述激励共振幅度和每段信号对应的所述抽运时间进行数据拟合以获取核自旋纵弛豫时间。


2.根据权利要求1所述的核自旋纵弛豫时间测量方法，其特征在于，设置三维磁线圈对所述原子气室施加磁场具体包括：所述三维磁线圈沿所述z方向施加恒定磁场B0，并沿y方向施加频率为f的离共振激励磁场，其中，f＝γB0+Δf，γ为待测核自旋的旋磁比，Δf为预估频率差，所述x、y和z方向两两相互垂直。


3.根据权利要求2所述的核自旋纵弛豫时间测量方法，其特征在于，对保存的信号进行分段处理具体包括：
对保存的信号进行频谱分析以确定自然共振频率f0，计算准确频率差Δf′＝f-f0；
令保存的信号对应的初始抽运时间为0，记录终止抽运时间T；
从初始抽运时间开始按照时间段Δt＝1/Δf′将保...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦杰，高溥泽，孙晓光，万双爱，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11