【技术实现步骤摘要】
原子自旋进动检测装置及方法
本专利技术属于光电检测、原子操控及检测
，具体涉及一种原子自旋进动检测装置及方法。
技术介绍
原子自旋进动检测技术是SERF(Spin-ExchangeRelaxationFree)原子磁强计和SERF(Spin-ExchangeRelaxationFree)原子自旋陀螺的关键技术。一般情况下，原子自旋进动检测通过检测线偏振光偏振面的旋转来实现，偏振面旋转的角度定义为光旋角。常用的检测方法包括差分偏振法和调制法，其中调制法根据调制原理的不同又分为：法拉第调制、光弹调制、电光调制、声光调制；差分偏振法通过偏振分束棱镜将线偏振光分成两束，分别由两个探测器进行探测，然后进行差分运算实现光旋角的检测，具有结构简单、不受光强波动、共模噪声影响的优势，但是容易受到1/f低频噪声的影响；调制法通过调制器实现对微弱光旋角的调制，然后通过锁相放大器进行信号的提取实现光旋角的检测，可以隔离1/f低频噪声，提高检测的灵敏度，但是会受到光强波动、光路共模噪声的影响，同时存在近似处理、模拟电路固有的漂移的问题。为了降...
【技术保护点】
1.一种原子自旋进动检测装置，其特征在于，该检测装置包括调制偏光光源模块、原子气室模块、差分检测模块和数字调制检测模块，所述调制偏光光源模块、所述差分检测模块均可与所述数字调制检测模块通信连接；/n所述调制偏光光源模块基于所述数字调制检测模块施加的设定幅度方波进行相位调制，以获取设定偏振方向的线偏振光；其中，所述设定偏振方向为相互垂直的偏振方向；/n所述差分检测模块用于检测所述线偏振光通过所述原子气室模块后偏振面的偏转角度；所述差分检测模块包括偏振分束棱镜、第一探测器和第二探测器，所述第一探测器、所述第二探测器分别用于检测通过所述偏振分束棱镜形成的两个光束的偏转角度；/n所...
【技术特征摘要】
1.一种原子自旋进动检测装置，其特征在于，该检测装置包括调制偏光光源模块、原子气室模块、差分检测模块和数字调制检测模块，所述调制偏光光源模块、所述差分检测模块均可与所述数字调制检测模块通信连接；
所述调制偏光光源模块基于所述数字调制检测模块施加的设定幅度方波进行相位调制，以获取设定偏振方向的线偏振光；其中，所述设定偏振方向为相互垂直的偏振方向；
所述差分检测模块用于检测所述线偏振光通过所述原子气室模块后偏振面的偏转角度；所述差分检测模块包括偏振分束棱镜、第一探测器和第二探测器，所述第一探测器、所述第二探测器分别用于检测通过所述偏振分束棱镜形成的两个光束的偏转角度；
所述数字调制检测模块基于所述第一探测器、所述第二探测器检测的偏转角度信息，通过数字化及差分运算获取4倍光旋角以实现原子自旋进动的高精度检测。
2.根据权利要求1所述的原子自旋进动检测装置，其特征在于，所述调制偏光光源模块包括依次设置的光源、准直透镜、起偏器、光学相位调制器和第一1/4波片，所述光学相位调制器的主轴与所述起偏器的光轴的夹角为45度；所述第一1/4波片的主轴与所述起偏器的光轴夹角为0度。
3.根据权利要求2所述的原子自旋进动检测装置，其特征在于，所述光源的尾纤连接设置于所述准直透镜的焦点。
4.根据权利要求2所述的原子自旋进动检测装置，其特征在于，所述光学相位调制器为铌酸锂电光调制器。
5.根据权利要求1所述的原子自旋进动检测装置，其特征在于，所述设定幅度方波为±π/2相位调制方波。
6.根据权利要求5所述的原子自旋进动检测装置，其特征在于，所述线偏振光为在所述±π/2位调制方波的正负半周期内偏振方向与x轴呈±45度夹角的线偏振光。
7.一种原子自旋进动检测方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-6中任一项所述的原子自旋进动检测装置，包括以下步骤：
步骤S100，所述调制偏光光源模块基于所述数字调制检测模块施加的设定幅度方波进行相位调制，以获取设定偏振方向的线偏振光；其中，所述设定偏振方向为相互垂直的偏振方向；
步骤S200，所述线偏振光经过所述原子气室...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨远洪，陈东营，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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