【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于椭偏光原子磁强计的磁场原位监控与自动补偿装置及方法，属于原子磁强计。
技术介绍
1、serf(spin-exchange-relaxation-free，无自旋交换弛豫)原子磁强计是一种工作在近零场环境下的超高灵敏的量子精密磁场测量仪器，在生物磁学测量、磁异常探测、前沿物理学研究等领域应用广泛。其中，椭偏光serf原子磁强计利用一束椭圆偏振光同时进行抽运和检测，具有体积小、易于集成、灵敏度高等技术优势。然而，椭偏光serf磁强计的性能会受到磁强计周围环境磁场的影响。环境磁场发生显著漂移或者受到干扰导致磁场发生较大变化时，会使得serf磁强计工作于非零场环境从而导致其灵敏度下降，甚至超出线性工作区而无法继续正常工作，影响了椭偏光serf磁强计的长期稳定使用。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题是：提出一种基于椭偏光原子磁强计的磁场原位监控与自动补偿装置及方法，使得磁强计能够实时监控三轴环境磁场的变化，并且当监控到环境磁场偏离零场时，磁强计自动触发快速的在线三轴磁场补...
【技术保护点】
1.一种基于椭偏光原子磁强计的磁场原位监控与自动补偿装置，其特征在于，包括磁屏蔽系统和光电综合系统，所述磁屏蔽系统内放置有原子磁强计探头，所述原子磁强计探头包括均位于磁强计探头外壳内的偏振差分检测系统和被三轴磁场线圈包围的原子气室，所述偏振差分检测系统将从所述原子气室的出射激光中获取的差分放大信号输出到所述光电综合系统中的锁相放大器，所述锁相放大器从所述差分放大信号中解析出作为磁强计输出信号的一次谐波分量和作为环境磁场监控信号的二次谐波分量，所述二次谐波分量通过数据采集与控制系统生成三维控制信号传输到三通道高精度电流源，所述三通道高精度电流源生成三轴磁场线圈控制电流传...
【技术特征摘要】
1.一种基于椭偏光原子磁强计的磁场原位监控与自动补偿装置，其特征在于，包括磁屏蔽系统和光电综合系统，所述磁屏蔽系统内放置有原子磁强计探头，所述原子磁强计探头包括均位于磁强计探头外壳内的偏振差分检测系统和被三轴磁场线圈包围的原子气室，所述偏振差分检测系统将从所述原子气室的出射激光中获取的差分放大信号输出到所述光电综合系统中的锁相放大器，所述锁相放大器从所述差分放大信号中解析出作为磁强计输出信号的一次谐波分量和作为环境磁场监控信号的二次谐波分量，所述二次谐波分量通过数据采集与控制系统生成三维控制信号传输到三通道高精度电流源，所述三通道高精度电流源生成三轴磁场线圈控制电流传输到所述三轴磁场线圈以针对所述原子气室自动实现在线三轴磁补偿。
2.根据权利要求1所述的基于椭偏光原子磁强计的磁场原位监控与自动补偿装置，其特征在于，所述偏振差分检测系统包括位于原子气室激光出射侧的二分之一波片，所述二分之一波片连接侧向位移偏振分光棱镜的输入侧，所述侧向位移偏振分光棱镜的透射侧连接第一光电探测器，所述侧向位移偏振分光棱镜的反射侧连接第二光电探测器，所述第一光电探测器连接差分放大电路的第一输入端，所述第二光电探测器连接所述差分放大电路的第二输入端，所述差分放大电路的输出端连接所述锁相放大器的输入端，所述原子气室的激光入射侧依次通过四分之一波片和线偏振片连接准直器，所述准直器通过保偏光纤连接所述光电综合系统中的窄线宽半导体激光器。
3.根据权利要求2所述的基于椭偏光原子磁强计的磁场原位监控与自动补偿装置，其特征在于，所述窄线宽半导体激光器发射的激光频率失谐于碱金属原子的d1线共振频率，所述激光经过线偏振片和四分之一波片后转换为椭偏度为22.5°的椭圆偏振光，所述椭圆偏振光透过所述原子气室后依次经过二分之一波片和侧向位移偏振分光棱镜分别到达第一光电探测器和第二光电探测器。
4.根据权利要求1所述的基于椭偏光原子磁强计的磁场原位监控与自动补偿装置，其特征在于，设一次谐波分量为θω，二次谐波分量为θ2ω，则
5.根据权利要求1所述的基于椭偏光原子磁强计的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆吉玺，闫一凡，房建成，刘泽华，吴岳松，丁晓舒，全伟，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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