单光束光泵原子磁力仪三轴磁场调零方法、系统、终端及介质技术方案

本发明专利技术提供单光束光泵原子磁力仪三轴磁场调零方法、系统、终端及介质，所述方法包括：分别沿垂直于光路方向的x轴和y轴添加不同频率的扫描磁场和调制磁场；在光路方向添加直流补偿磁场来使x轴响应信号及y轴响应信号均为单一频率的正弦波；沿x轴添加直流补偿磁场以使x轴响应信号的直流偏置为0，沿y轴添加直流补偿磁场以使y轴响应信号的直流偏置为0。本发明专利技术对单光束结构的OPM传感器进行原位三轴剩余磁场补偿；对三轴磁场补偿时间快，灵敏轴方向的磁场设置对其他方向的反应效果无影响，无需循环迭代，节省磁场抵消时间；对OPM非灵敏轴方向的磁场抵消的分辨率做评估，最后达到x轴、y轴和z轴的剩余磁场抵消的分辨率优于0.6pT、0.6pT和5pT。0.6pT和5pT。0.6pT和5pT。

【技术实现步骤摘要】
单光束光泵原子磁力仪三轴磁场调零方法、系统、终端及介质


[0001]本专利技术涉及精密磁场测量
，特别是涉及单光束光泵原子磁力仪三轴磁场调零方法、系统、终端及介质。

技术介绍

[0002]近些年，生物弱磁信号检测在疾病诊断和神经科学研究等领域有着广泛的应用。目前最为灵敏的弱磁检测传感器有光泵原子磁力仪(OPM)和超导量子干涉器件(SQUID)。相较于OPM，SQUID仍是目前最常用的生物医学磁测量器件，但其体积庞大且运行成本较高的缺点也阻碍了其广泛应用。而OPM随着激光技术和微加工技术的不断发展更具小型化和便携性，使其在磁场检测方面具有更广的发展前景。目前灵敏度最高的OPM传感器需要工作在无自旋弛豫交换(SERF)机制下，SERF
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OPM已成功用于测量心磁图、脑磁图、肌磁图等。在20世纪末21世纪初，人们发现接近零磁场的工作环境对SERF
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OPM获得最高的灵敏度至关重要，因为可以通过使原子工作在近零磁场的环境中来消除原子自旋交换碰撞引起的弛豫，而较大的背景磁场会使传感器灵敏度降低甚至不能正常工作。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单光束光泵原子磁力仪三轴磁场调零方法，其特征在于，包括：分别沿垂直于光路方向的x轴和y轴添加不同频率的扫描磁场和调制磁场；在光路方向添加直流补偿磁场来使x轴响应信号及y轴响应信号均为单一频率的正弦波；沿x轴添加直流补偿磁场以使x轴响应信号的直流偏置为0；以及，沿y轴添加直流补偿磁场以使y轴响应信号的直流偏置为0。2.根据权利要求1所述的单光束光泵原子磁力仪三轴磁场调零方法，其特征在于，沿x轴、y轴所添加的不同频率的扫描磁场和调制磁场被表示为：其中，为x轴所添加的调制磁场，为x轴所添加的扫描磁场；其中，为y轴所添加的调制磁场，为y轴所添加的扫描磁场。3.根据权利要求1所述的单光束光泵原子磁力仪三轴磁场调零方法，其特征在于，所述在光路方向添加直流补偿磁场来使x轴响应信号及y轴响应信号均为单一频率的正弦波，包括：沿光路方向添加直流补偿磁场直至满足x轴响应信号β
x
为只包含单一频率的正弦波而不包含频率以及满足y轴响应信号β
y
为只包含单一频率的正弦波而不包含频率4.根据权利要求1所述的单光束光泵原子磁力仪三轴磁场调零方法，其特征在于，所述方法在能够抵消地磁场中部分磁场的磁屏蔽空间内进行。5.根据权利要求4所述的单光束光泵原子磁力仪三轴磁场调零方法，其特征在于，所述磁屏蔽空间包括5层磁屏蔽桶。6.一种单光束光泵原子磁力仪三轴磁场调...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶朝锋，牛亚琼，
申请(专利权)人：上海科技大学，
类型：发明
国别省市：