一种基于反射式双向泵浦的光纤SERF原子磁力仪装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于反射式双向泵浦的光纤SERF原子磁力仪装置，涉及光纤弱磁探测领域，解决现有整体结构尺寸不能进一步缩小，难以实现结构微型化的技术问题，包括光源，传感模块，调制、解调模块；所述的光源包括一束泵浦探测激光，一束加热激光，传感模块包括磁场线圈、碱金属原子气室、反射镜和自聚焦透镜，调制、解调模块包括光电二极管、跨阻放大器、锁相放大器实现对磁场调制以及对信号解调。本发明专利技术避免了传统方法中在气室附近进行光电转换，采用全光结构进行探测，避免了光电转换电路带来的磁噪声，提高了探测灵敏度；同时采用反射式双向泵浦结构，使原子气室内的极化率更加均匀，有助于提高磁场探测的稳定性、准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于反射式双向泵浦的光纤SERF原子磁力仪装置


[0001]本专利技术涉及光纤弱磁探测领域，更具体的是涉及一种基于反射式双向泵浦的光纤SERF原子磁力仪装置。

技术介绍

[0002]SERF磁场测量装置在工业、农业、医疗以及科学研究等领域有着极大的应用价值，相对其他的磁场探测装置，具有灵敏度超高、可紧贴被测物体表面测量等优点。进行矿藏探测，本质上是对异常场的探测，不同矿产具有不同的磁场特性，因此，利用SERF磁场测量装置可以精确的获知地下或海底矿产种类、规模以及位置，将对工农业的发展起到重要促进作用；在医疗成像方面，SERF磁场测量装置不需要外加强磁场，有着被“动测量，对人体无损，整体、多方位成像”等优势。
[0003]目前基于SERF的磁场探测方法已经被实现，这种方法可以探测极其微弱的磁场，但是，该方法通常会在探头附近引入一些电路部分，从而带来额外的干扰磁场噪声阻碍灵敏度的进一步提高；同时，由于电路部分的存在，导致整体结构尺寸不能进一步缩小，难以实现结构微型化。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于反射式双向泵浦的光纤SERF原子磁力仪装置，包括光源、传感模块和调制、解调模块，其特征在于，所述的光源包括加热光源(1)、泵浦探测光源(2)、偏振控制器(3)；所述的传感模块包括环形器(4)、磁场线圈(5)、第一光纤准直器(6)、碱金属原子气室(7)、反射镜(8)、第二光纤准直器(9)；所述的调制、解调模块包括光电二极管(10)、跨阻放大器(11)、锁相放大器(12)；所述加热光源(1)与光纤准直器(9)相连，所述泵浦探测光源(2)与偏振控制器(3)相连，偏振控制器(3)输出端与环形器(4)一端口相连，环形器(4)二端口与第一光纤准直器(6)相连，环形器(4)三端口与光电二极管(10)相连；所述锁相放大器(12)参考输出端与磁场线圈(5)相连，跨阻放大器(11)输入端与光电二极管(10)输出端相连，跨阻放大器(11)输出与锁相放大器(12)相连；第一光纤准直器(6)远离环形器(4)的一端依次设置碱金属原子气室(7)和反射镜(8)，碱金属原子气室(7)的顶部设置第二光纤准直器(9)，且第二光纤准直器(9)的出射光与第一光纤准直器(6)的出射光相互垂直。2.根据权利要求1所述的一种基于反射式双向泵浦的光纤SERF原子磁力仪装置，其特征在于，所述泵浦探测光源(2)的泵浦光穿过碱金属原子气室(7)后垂直入射在反射镜(8)上，经反射后的泵浦光再次穿过碱金属原子气室(7)，通过第一光纤准直器(6)上的自聚焦透镜后再次耦合进入光纤，输出到磁屏蔽桶外部，构成无源传感头结构；光信号在磁屏蔽桶外部经过环形器(4)输出到调制、解调模块，在调制、解调模块中进行光电转换以及数据处理。3.根据权利要求1所述的一种基于反射式双向泵浦的光纤SERF原子磁力仪装置，其特征在于，所述传感模块中，泵浦探测光源(2)的泵浦光功率将随着碱金属原子气室(7)中的传播距离增加而衰减，从而导致泵浦率下降；定义泵浦光入射时与碱金属原子气室(7)的交点为原点O，泵浦光传播方向为x轴正方向，则泵浦率R
p1
与碱金属原子气室(7)内的空间横坐标x的关系为公式一：其中，lambertw()为朗博W函数，R
r
为弛豫率，R
p0
为入射时还未衰减的泵浦率；泵浦光到达反射镜(8)后，将全部被反射并再次进入碱金属原子气室(7)，形成双向泵浦，第二次泵浦率R

【专利技术属性】
技术研发人员：欧中华，张洋，何孟阳，任博康，岳慧敏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：