一种自振荡式核磁共振陀螺仪及信号测量方法技术

本发明专利技术提供了一种自振荡式核磁共振陀螺仪及信号测量方法，磁屏蔽套筒在Y轴和Z轴方向分别开有窗口用于激光入射或出射，在磁屏蔽套筒内设有三组亥姆霍兹线圈，分别位于X、Y、Z三个方向，构成三维亥姆霍兹线圈；原子蒸气室置于三维亥姆霍兹线圈中心；激光极化装置通过磁屏蔽套筒的窗口极化原子蒸气室内的原子气体；激光探测装置通过磁屏蔽套筒的窗口检测原子自旋运动，给出的电信号通过电路装置放大滤波，最终读取NMR频率。本发明专利技术不依赖于外界调制解调，在抑制噪声、提升信号的同时，也延长了衰减时间，从而实现更高精度的惯性传感测量。从而实现更高精度的惯性传感测量。从而实现更高精度的惯性传感测量。

【技术实现步骤摘要】
105258690 A的专利申请“一种用于核磁共振陀螺仪磁共振激励磁场的闭环操控方法”记载)。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种自振荡式核磁共振陀螺仪，借鉴磁强计中的自振荡技术方案(如文献“Self
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oscillating rubidium magnetometer using nonlinear magneto
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optical rotation,P.D.D.Schwindt,L.Hollberg,and J.Kitching Review of Scientific Instruments 76,126103(2005)”记载)，对核自旋NMR信号进行放大、滤波、相移处理，反过来施加到交流磁场线圈上，实现一种不依赖于外界调制解调的完全自振荡式的核磁共振陀螺仪方案，在抑制噪声、提升信号的同时，也延长了衰减时间，从而实现更高精度的惯性传感测量。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自振荡式的核磁共振陀螺仪，包括原子蒸气室、磁屏蔽套筒、亥姆霍兹线圈、激光极化装置、激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自振荡式核磁共振陀螺仪，包括原子蒸气室、磁屏蔽套筒、亥姆霍兹线圈、激光极化装置、激光探测装置和电路装置，其特征在于，所述的磁屏蔽套筒在Y轴和Z轴方向分别开有窗口用于激光入射或出射，在磁屏蔽套筒内设有三组亥姆霍兹线圈，分别位于X、Y、Z三个方向，构成三维亥姆霍兹线圈；所述的原子蒸气室置于三维亥姆霍兹线圈中心；所述的激光极化装置通过磁屏蔽套筒的窗口极化原子蒸气室内的原子气体；所述的激光探测装置通过磁屏蔽套筒的窗口检测原子自旋运动，给出的电信号通过电路装置放大滤波，最终读取NMR频率。2.根据权利要求1所述的自振荡式核磁共振陀螺仪，其特征在于，所述的激光极化装置包括抽运激光器和四分之一波片，抽运激光器发射出的线偏振激光经过四分之一波片转化为圆偏振光后入射磁屏蔽套筒。3.根据权利要求1所述的自振荡式核磁共振陀螺仪，其特征在于，所述的激光检测装置包括探测激光器、线偏振棱镜、偏振分束棱镜和光电探测器；探测激光器发射的探测激光通过线偏振棱镜提高激光线偏振度后入射磁屏蔽套筒；探测激光穿过原子蒸气室后通过偏振分束棱镜被光电探测器采集，实现光电信号转换。4.根据权利要求3所述的自振荡式核磁共振陀螺仪，其特征在于，所述的光电探测器采用平衡光电探测器。5.根据权利要求1所述的自振荡式核磁共振陀螺仪，其特征在于，所述的电路装置包括初级放大器、低通滤波器、带通滤波器、次级放大器、相移器和频率计数器；所述的初级放大器实现电信号初步放大；所述的低通滤波器去除高频电子学噪声，保留原子核自旋运动低频信号；所述的带通滤波器选择性保留原子核自旋运动低频信号；所述的次级放大器进一步放大原子核自旋运动NMR信号；所述的相移器任意调节原子核自旋运动NMR信号相位；所述的频率计数器读取原子核自旋NMR...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国宾，李二伟，马千金，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：