【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种对称结构原子磁梯度仪，属于磁场精密测量。
技术介绍
1、磁场梯度仪是生物磁测量、地球物理研究、地震磁信号监测、磁异常目标探测和无损检测等领域重要的敏感器件。借助磁场梯度测量，可以在地磁环境下实现磁源信息探测，为进一步反演磁源位置、分布和幅值等提供基础信息。
2、目前测量磁场的方式有很多种，包括基于超导量子干涉效应的squid磁力仪、基于自旋的原子磁力仪、基于霍尔效应、磁阻效应和磁感应效应的磁力仪等。在这些测量方法中，squid磁力仪和原子磁力仪是目前公认的高灵敏度磁力仪。
3、原子磁力仪有很多种敏感方式，包括单轴参量调制serf磁力仪、单轴分立调制serf磁力仪、mx磁力仪、bell-bloom磁力仪、自由振荡衰减磁力仪和rf磁力仪等。
4、当采用原子磁力仪进行磁场梯度测量时，可以通过在两个不同的位置布置探头，将测量结果相减得到磁场差分信号。或者利用其中一个探头的测量结果对另一探头附近的磁场进行补偿，使另一个探头直接输出磁场梯度信号。另外也可采用一些更复杂的方法，比如申请人于2023...
【技术保护点】
1.一种对称结构的原子磁梯度仪，其特征在于：激光从激光器(1)发出，经过声光调制器(2)后实现激光的幅值调制，也可以采用其他方式进行光强或者频率调制，或者采用非调制检测方法，去掉声光调制器(2)。之后激光经过反射镜(3)，改变光路方向，使光进入由(3)到(23)组成的对称结构原子磁梯度仪探头。激光器(1)可以与探头分离，通过空间传播或者光纤传播的方式导入原子梯度仪探头，也可以集成在探头中。反射镜(3)之后的激光经过起偏器(4)和二分之一波片(5)，使偏振方向与水平面的角度约为45°，再经过偏振分光棱镜(6)，其中s光反射，p光透射，透射光经过四分之一波片(15)后变成...
【技术特征摘要】
1.一种对称结构的原子磁梯度仪，其特征在于：激光从激光器(1)发出，经过声光调制器(2)后实现激光的幅值调制，也可以采用其他方式进行光强或者频率调制，或者采用非调制检测方法，去掉声光调制器(2)。之后激光经过反射镜(3)，改变光路方向，使光进入由(3)到(23)组成的对称结构原子磁梯度仪探头。激光器(1)可以与探头分离，通过空间传播或者光纤传播的方式导入原子梯度仪探头，也可以集成在探头中。反射镜(3)之后的激光经过起偏器(4)和二分之一波片(5)，使偏振方向与水平面的角度约为45°，再经过偏振分光棱镜(6)，其中s光反射，p光透射，透射光经过四分之一波片(15)后变成圆偏振光，再经过反射镜(16)反射后沿原路返回，再次经过四分之一波片(16)，从而实现偏振面的90°旋转，p光变成s光，此时光经过偏振分光棱镜(6)后，再次反射，与第一次反射的光方向相反，通过调节二分之一波片(5)，使两束光光强完全相同。调节过程中可旋转二分之一波片(7)和(17)的光轴，使探测器(9)和(19)的光强最大，之后调节二分之一波片(5)，使光电探测器(9)和(19)的输出相等。之后，分别旋转二分之一波片(7)和(17)的光轴45°。右边的光束经过二分之一波片(17)后，变成p光，再经过偏振分光棱镜(18)，大部分光子透射，极少数光子反射进行光电探测器(19)，用于在线监测，透射光经过四分之一波片(20)，变成圆偏振光，之后进入原子气室(21)，透过原子气室(21)后，经反射镜(23)沿原路返回，再次经过四分之一波片(20)后，变成s光，之后经过偏振分光棱镜(18)后，反射进入光电探测器(24)，用于磁场的测量。左边光路与右边的光路完全对称，首先经过二分之一波片(7)，变成p光，再经过偏振分光棱镜(8)，大部分光子透射，极少数光子反射进行光电探测器(9)，用于在线监测。透射光经过四分之一波片(10)，变成圆偏振光，之后进入原子气室(11)，透过原子气室(11)后，经反射镜(13)沿原路返回，再次四分之一波片(10)后，变成s光，之后经过偏振分光棱镜(8)后，反射进入光电探测器(14)，用于磁场的测量。原子气室(11)和(21)周围有控制气室内部磁场的三轴线圈(12)和(22)。光电探测器(14)和(24)输出的信号用于测场测量，测量方式可以是标量或者矢量，输出可以直接进行差分得到梯度信号，也可以采用本专利实施例中描述的测控方法或其他信号获取方法。
2.根据权利要求1所述的一种对称结构的原子磁梯度仪，其特征在于：两个敏感单元在机械结构上完全对称，从而使残余应力和振动引起的误差为共模信号。
3.根据权利要求1所述的一种对称结构的原子磁梯度仪，其特征在于：两个敏感单元在光路上完全对称，可通过二分之一波片(5)对两束反射光的光强大小进行微调，确保左右光路的光强完全相等，从而使光强和频率波动引起的噪声为共模信号。
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