【技术实现步骤摘要】
一种基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置
本专利技术涉及原子磁强计/梯度计技术，特别是一种基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置。
技术介绍
随着量子技术、激光技术的不断发展，基于量子自旋系综操控的磁场测量技术发展迅速并且在各个领域有了广泛的应用，包括：深空深地磁异常探测、矿产勘探、生物极弱磁测量等领域。其中，生物极弱磁测量如心脑磁测量、肌肉磁测量、细胞测量等，具有重大研究意义。心脑磁测量具有极其重要的经济、社会、科学价值：心磁测量可帮助进行胸痛快速诊断、冠心病的早期筛查、胎儿心磁异常测量等；脑磁测量可用于难治性癫痫病灶定位、脑功能区研究，促进神经科学的发展等。心脑磁的测量手段不断进步，从早先的SQUID(SuperconductingQuantumInterferenceDevices，超导量子干涉装置)测量系统，到目前灵活方便的原子磁强计测量系统，灵活性、成本以及成像能力得到了长足进步。随着生物极弱磁测量研究的不断深入，人们开始向更宽的研究领域扩展，但受环境电磁干扰现有的单通道磁场测量技术面临测量瓶颈，无法提供准确...
【技术保护点】
1.一种基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置，其特征在于：包括沿x轴方向从碱金属原子气室一侧穿越到另一侧的多路平行探测光束以同时探测所述碱金属原子气室中不同空间位置处的磁场，所述多路平行探测光束来自于一一对应的多个偏振分光器，所述多个偏振分光器沿z轴方向级联设置，所述多个偏振分光器中只有一个偏振分光器连接激光光源以获取单束探测光，所述多路平行探测光束出射至一一对应的多个偏振分光组合棱镜，所述多个偏振分光组合棱镜以一对一方式连接多个平衡光电探测器。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置，其特征在于：包括沿x轴方向从碱金属原子气室一侧穿越到另一侧的多路平行探测光束以同时探测所述碱金属原子气室中不同空间位置处的磁场，所述多路平行探测光束来自于一一对应的多个偏振分光器，所述多个偏振分光器沿z轴方向级联设置，所述多个偏振分光器中只有一个偏振分光器连接激光光源以获取单束探测光，所述多路平行探测光束出射至一一对应的多个偏振分光组合棱镜，所述多个偏振分光组合棱镜以一对一方式连接多个平衡光电探测器。
2.根据权利要求1所述的基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置，其特征在于：所述多路平行探测光束均为椭圆偏振光，所述激光光源发射的所述单束探测光为任意偏振态激光。
3.根据权利要求1所述的基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置，其特征在于：所述多路平行探测光束具有相同的光强。
4.根据权利要求1所述的基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置，其特征在于：所述碱金属原子气室的外围设置有无磁电加热器，所述无磁电加热器的外围设置有磁场线圈，所述磁场线圈的外部设置有磁屏蔽装置，所述多个平衡光电探测器分别连接锁相放大器，所述锁相放大器连接信号发生器，所述信号发生器连接所述磁场线圈。
5.根据权利要求4所述的基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置，其特征在于：所述信号发生器产生正弦波或方波电压信号作用于所述磁场线圈，进而对所述碱金属原子气室中的碱金属原子自旋进行调制，被调制后的原子自旋信号因受到环境磁场影响，环境磁场变化引起光束旋光角产生变化，反映在平衡光电探测器探测到的电流信息中，所述平衡光电探测器输出的电流信号经过跨阻放大器进行信号放大后输入所述锁相放大器。
6.根据权利要求4所述的基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置，其特征在于：所述无磁电加热器用于对所述碱金属原子气室加热以提高气室内原子数密度，所述磁屏蔽装置用于屏蔽外部磁场，所述磁场线圈用于产生三个正交方向磁场以使气室内部磁场补偿至零磁环境，从而降低原子弛豫，所述激光光源的波长处在碱金属原子共振频率附近，通过光抽运作用使碱金属原子极化，极化后的碱金属原子处在零磁环境时，对外部磁场变化敏感，使椭圆偏振光通过碱金属原子气室的光束线偏振方向产生角度变化，即旋光角产生变化，通过旋光角大小与磁场大小成比例关系获得磁场大小信息。
7.根据权利要求1所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：周斌权，尹凯峰，柳治，王婧，闫业广，尚慧宁，
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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