一种单光束NMOR原子磁强计三轴矢量磁场测量方法技术

技术编号:41337014 阅读:26 留言:0更新日期:2024-05-20 09:56
一种单光束NMOR原子磁强计三轴矢量磁场测量方法,利用线偏振激光极化碱金属原子并检测在待测磁场下原子产生的拉莫尔进动;先使用第一锁相放大器对旋光信号进行解调并驱动光学调制器,得到磁光共振响应曲线,再使用第一锁相放大器的锁相环跟踪共振频率,得到待测磁场幅值;接着通过三轴线圈驱动模块和三轴线圈施加不同频率的调制磁场;再使用第二锁相放大器对解调的旋光信号的正交分量信号进行二次解调,得到三轴调制磁场的响应信号;最后利用数据采集及处理模块采集三轴调制磁场的响应信号并进行处理,计算出待测磁场的极角与方位角,得到完整的待测磁场信息,具有精度高、实时性好、硬件结构简单、体积小、易集成等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三轴矢量磁场测量,特别是一种单光束nmor原子磁强计三轴矢量磁场测量方法,通过第一锁相放大器的锁相环锁定磁光共振频率,测量磁场大小,再通过施加三轴调制磁场并利用第二锁相放大器对旋光信号进行二次解调测量磁场在规定坐标系中的极角和方位角,从而实现三轴矢量磁场测量,可广泛应用于地质勘探、地磁导航、磁异常探测以及生命健康监测等领域。


技术介绍

1、磁强计是指能够测量空间磁场大小的一种传感器,旨在提供高精度高灵敏度的磁场信息,在许多研究领域得到广泛应用。传统磁强计因其受工艺水平或技术路线制约,难以同时实现高精度、小体积和低成本。随着量子调控领域的理论深入和技术进步,原子磁强计以其高性能、低成本的突出优势被认为是磁测量未来的发展方向,引起了国内外的广泛关注。原子磁具有空间分辨率高、灵敏度高、具备芯片化小型化发展潜力等优点,是目前研究的热点。原子磁强计具有不需要低温冷却的固有优势,为小型化提供了巨大潜力。近年来,随着近共振光与磁场中原子的相互作用的发展与应用,基于非线性磁光旋转(nonlinearmagneto-optical rotation,nmor)本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单光束NMOR原子磁强计三轴矢量磁场测量方法,其特征在于,包括在单光束NMOR原子磁强计实验装置中使用单束激光同时抽运和检测原子系综,利用第一锁相放大器对原子系综的旋光信号进行第一次解调并跟踪磁光共振频率,根据所述磁光共振频率得到待测三轴矢量磁场幅值,利用第二锁相放大器针对所述第一锁相放大器第一次解调后的旋光信号通过以三轴调制磁场的三轴调制信号为参考信号进行第二次解调,得到三轴调制磁场响应信号,根据所述三轴调制磁场响应信号得到极角与方位角,根据所述极角与方位角以及所述待测三轴矢量磁场幅值得到待测三轴矢量磁场在三个坐标轴上的分量,即完成三轴矢量磁场测量。

2.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种单光束nmor原子磁强计三轴矢量磁场测量方法,其特征在于,包括在单光束nmor原子磁强计实验装置中使用单束激光同时抽运和检测原子系综,利用第一锁相放大器对原子系综的旋光信号进行第一次解调并跟踪磁光共振频率,根据所述磁光共振频率得到待测三轴矢量磁场幅值,利用第二锁相放大器针对所述第一锁相放大器第一次解调后的旋光信号通过以三轴调制磁场的三轴调制信号为参考信号进行第二次解调,得到三轴调制磁场响应信号,根据所述三轴调制磁场响应信号得到极角与方位角,根据所述极角与方位角以及所述待测三轴矢量磁场幅值得到待测三轴矢量磁场在三个坐标轴上的分量,即完成三轴矢量磁场测量。

2.根据权利要求1所述的单光束nmor原子磁强计三轴矢量磁场测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的单光束nmor原子磁强计三轴矢量磁场测量方法,其特征在于,所述步骤a中包括以下步骤实现原子系综的极化以及旋光信号的检测:

4.根据权利要求2所述的单光束nmor原子磁强计三轴矢量磁场测量方法,其特征在于,所述步骤b中包括以下步骤得到磁共振响应曲线:

5.根据权利要求2所述的单光束nmor原子磁强计三轴矢量磁场测量方法,其特征在于,所述步骤c中包括以下步骤实现磁光共振频率的跟踪:

6.根据权利要求2所述的单光束nmor原子磁强计三轴矢量磁场测量方法,其特征在于,所述步骤d中包括以下步骤施加三轴调...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜丽伟陈俊霖房建成李建利陆吉玺杨嘉琦
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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