CN108508382B - 一种基于serf原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置 - Google Patents

一种基于serf原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于SERF原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置，包括抽运激光器、光纤分束器、第一光纤准直器、第二光纤准直器、第一1/2波片、第二1/2波片、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第一反射镜、第一1/4波片、第二1/4波片、左旋圆偏振抽运光、右旋圆偏振抽运光、检测激光器、第一凸透镜、第二凸透镜、第二反射镜、第一格兰泰勒棱镜、检测光、第三1/4波片、光弹调制器、第二格兰泰勒棱镜、阵列探测器、三轴位移台、锁相放大器、计算机、磁屏蔽桶、三轴匀场线圈与梯度线圈、无磁电加热装置和碱金属气室。本发明磁场测量的空间分辨率与灵敏度高，光路简单，利于集成。此外，该配置下可进一步降低噪声底线，提高磁强计的信噪比。

Description

一种基于SERF原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置
技术领域
本发明属于原子磁强计技术领域，涉及一种基于SERF(Spin-Exchange-Relaxation-Free，SERF)原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置。
背景技术
进入21世纪以来，随着在原子物理和量子光学方面的理论深入和技术突破，原子磁强计技术有了迅速的发展，在灵敏度和其它磁场测量特性上都有突破性的进展，特别是基于原子自旋效应的SERF原子磁强计，测量灵敏度已经超越了超导量子干涉仪，使人类磁场测量灵敏度从飞特级进入亚飞特级，可用于生物磁测量、矿产勘探与地质等。
目前来说，在生物磁测量、矿产勘探和地质填图等领域，三维磁场的梯度测量必不可少。磁强计较低的信噪比和空间分辨率导致了探测灵敏度低和磁源定位模糊等问题，制约了磁测量技术的进一步发展。因此，应深入开展高空间分辨率与信噪比三维磁场梯度测量的研究。
常规的基于原子自旋效应的梯度磁场测量装置，通常利用磁光共振和阵列探测器配合或多磁强计组合的方法，这些方法空间分辨率与信噪比低，并且不利于小型化，难以实际应用于对空间分辨率和灵敏度要求较高的磁测量领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有常规的基于原子自旋效应的梯度磁场测量装置存在的空间分辨率低、不利于小型化的缺点，利用两束光矢量方向相反的抽运光代替磁光共振方法，从而测出双束抽运光位置的磁场梯度，利用阵列探测器测出另外两个维度的磁场梯度。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种基于SERF原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置，包括包括抽运激光器1、光纤分束器2、第一光纤准直器3、第二光纤准直器4、第一1/2波片5、第二1/2波片6、第一偏振分光棱镜7、第二偏振分光棱镜8、第一反射镜9、第一1/4波片10、第二1/4波片11、左旋圆偏振抽运光12、右旋圆偏振抽运光13、检测激光器14、第一凸透镜15、第二凸透镜16、第一反射镜9、第一格兰泰勒棱镜18、检测光19、第三1/4波片20、光弹调制器21、第二格兰泰勒棱镜22、阵列探测器23、三轴位移台24、锁相放大器25、计算机26、磁屏蔽桶27、三轴匀场线圈与梯度线圈28、无磁电加热装置29、碱金属气室30；抽运激光器1光纤输出激光经过光纤分束器2，第一光纤准直器3和第二光纤准直器4分成两束准直的激光，然后两束激光分别通过第一1/2波片5、第一偏振分光棱镜7、第一反射镜9、第一1/4波片10后变成右旋圆偏振抽运光13以及通过第二1/2波片6、第二偏振分光棱镜8、第一反射镜9、第二1/4波片11后变成左旋圆偏振抽运光12，左旋圆偏振抽运光12和右旋圆偏振抽运光13透过碱金属气室30；利用磁屏蔽桶27屏蔽外界环境磁场，利用三轴匀场线圈与梯度线圈28补偿桶内剩余磁场和磁场梯度，利用无磁电加热装置29加热碱金属气室30，提供原子无自旋交换状态所需的弱磁场与高密度条件。两束光矢量相反的左旋圆偏振抽运光12和右旋圆偏振抽运光13抽运碱金属原子，检测光19用于检测原子自旋进动信号。检测光19通过碱金属气室30后，经过第三1/4波片20和光弹调制器21以及第二格兰泰勒棱镜22进入阵列探测器23中，阵列探测器23放置在三轴位移台24上。其中，当存在外界磁场时，检测光19经过碱金属气室30后，偏振面会发生偏转，偏转角度称为光旋角。阵列探测器23将光旋角信号转换为电信号，后经锁相放大器25解调，显示在计算机26上。当检测光19传播方向上存在磁场梯度时，查看阵列探测器23的其中一个通道，该通道的电信号大小与磁场梯度成正比。此外，阵列探测器23不同通道的信号差值反映与检测光19垂直维度上的磁场梯度。
所述的阵列探测器23由2×2四个光电探测器S1，S2，S3，S4构成。
所述的三轴位移台24行程大于10mm，x，y，z三轴位移由千分尺精确调节。
所述的磁屏蔽桶27采用高导磁材料坡莫合金，采用圆柱形，5层结构。
所述的碱金属气室30中的原子为碱金属原子，为钾、铷、铯其中的一种；气体有淬灭气体氮气和缓冲气体氦气。
所述的抽运激光器1发出的激光波长在碱金属原子的D1线的中心，检测激光器14所发出的激光波长在碱金属原子的D2线附近远失谐。
所述的左旋圆偏振抽运光12和右旋圆偏振抽运光13沿着检测光的传播方向放置。
所述的通过旋转第一1/2波片5和第二1/2波片6使左旋圆偏振抽运光12和右旋圆偏振抽运光13光功率相等。
所述的通过旋转第二1/4波片11调节左旋圆偏振抽运光12，旋转第一1/4波片10调节右旋圆偏振抽运光13，两束抽运光光矢量相反。
所述的进行梯度测量前，利用三轴匀场线圈与梯度线圈28将剩余环境磁场与梯度磁场归零，此时阵列探测器23的S1，S2，S3，S4四个通道均没有电信号。
本发明与现有技术相比的优点在于：常规的基于原子自旋效应的梯度磁场测量装置，通常利用磁光共振和阵列探测器配合或多磁强计组合的方法，这些方法空间分辨率与信噪比低，并且不利于小型化。本发明利用两束光矢量方向相反的抽运光代替磁光共振方法，克服了空间分辨率与信噪比低和不利用小型化的缺点，光路简单，空间分辨率高，利于小型化集成。此外，该种配置下可以实现梯度差分检测，进一步降低磁强计的噪声底线。
附图说明
图1为本发明一种基于SERF原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置的结构示意图。
图2为三维梯度测量原理图，其中，图2(a)为测量原理示意图，图2(b)无磁场梯度时光旋角变化过程，图2(c)为有磁场梯度时光旋角变化过程。
图中附图标记为：1为抽运激光器；2为光纤分束器；3为第一光纤准直器；4为第二光纤准直器；5为第一1/2波片；6为第二1/2波片；7为第一偏振分光棱镜；8为第二偏振分光棱镜；9为第一反射镜；10为第一1/4波片；11为第二1/4波片；12为左旋圆偏振抽运光；13为右旋圆偏振抽运光；14为检测激光器；15为第一凸透镜；16为第二凸透镜；17为第二反射镜；18为第一格兰泰勒棱镜；19为检测光；20为第三1/4波片；21为光弹调制器；22为第二格兰泰勒棱镜；23为阵列探测器；24为三轴位移台；25为锁相放大器；26为计算机；27为磁屏蔽桶；28为三轴匀场线圈与梯度线圈；29为无磁电加热装置；30为碱金属气室。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
图1为本发明一种基于SERF原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置的结构示意图，由图可见，本发明装置包括抽运激光器1、光纤分束器2、第一光纤准直器3、第二光纤准直器4、第一1/2波片5、第二1/2波片6、第一偏振分光棱镜7、第二偏振分光棱镜8、第一反射镜9、第一1/4波片10、第二1/4波片11、左旋圆偏振抽运光12、右旋圆偏振抽运光13、检测激光器14、第一凸透镜15、第二凸透镜16、第二反射镜17、第一格兰泰勒棱镜18、检测光19、第三1/4波片20、光弹调制器21、第二格兰泰勒棱镜22、阵列探测器23、三轴位移台24、锁相放大器25、计算机26、磁屏蔽桶27、三轴匀场线圈与梯度线圈28、无磁电加热装置29、碱金属气室30。
该装置中，利用磁屏蔽桶27屏蔽外界环境磁场，利用三轴匀场线圈与梯度线圈28补偿桶内剩余磁场和磁场梯度，利用无磁电加热装置29加热碱金属气室30使其内部的碱金属原子密度达到1013～1014个/cm3，提供原子无自旋交换状态所需的弱磁场与高原子密度条件。碱金属气室内部充有碱金属原子，以及缓冲气体氦气和淬灭气体氮气。
抽运激光器1为光纤输出，该激光光束的波长在碱金属原子的D1线的中心，该激光被光纤分束器2分为两束，通过第一光纤准直器3，第二光纤准直器4输出光斑大小相等的准直光，两束光分别经过第一1/2波片5和第二1/2波片6，第一偏振分光棱镜7和第二偏振分光棱镜8，经过第一反射镜9反射，分别通过第一1/4波片10和第二1/4波片11，两个波片的快轴相互垂直，两束线偏振光变为光矢量方向相反的左旋圆偏振抽运光12和右旋圆偏振抽运光13，照射碱金属气室30，用于极化碱金属原子。为了防止由于抽运光光功率不一致导致输出信号的偏置，调节第一1/2波片5和第二1/2波片6时进入碱金属气室30的两束抽运光光功率相等。碱金属气室30中充有碱金属原子和缓冲气体氦气与淬灭气体氮气；加入缓冲气体后，在一个连续的相干寿命期间，碱金属的位置相对固定，气室不同位置的原子会由于梯度磁场在检测光方向的自旋投影有所差异。在缓慢扩散体系中的操作可以直接测量气室内部的磁场梯度。
检测激光器14发射出光束，该激光光束的波长在碱金属原子的D2线附近远失谐；该光束依次经过第一凸透镜15和第二凸透镜16扩束经过第二反射镜17，通过第一格兰泰勒棱镜18变为完全线偏振检测光19。检测光19经过碱金属气室30后，如果在y方向存在磁场By，则检测光19的偏振面将发生偏转，称为光旋角。之后，检测光19经过第三1/4波片20和光弹调制器21，透过第二格兰泰勒棱镜22。其中第三1/4波片20的快轴、光弹调制器21的快轴和第二格兰泰勒棱镜22的透射偏振轴分别与第一格兰泰勒棱镜18的透射偏振轴成0°，45°，90°，第三1/4波片20和光弹调制器21的使用，消除了低频噪声的干扰。透射出第二格兰泰勒棱镜22的激光进入阵列探测器23将光旋角信号转换为电信号，阵列探测器23放置在三轴位移台24上，通过移动位移台使检测光19全部进入到阵列探测器23里。此时光弹调制器22的输出一端连接锁相放大器25参考端，锁相放大器25信号两个输入端连接阵列探测器23的其中两个输出信号端，从而提取出原子自旋进动信号，锁相放大器25与计算机26相连，计算机26用于显示并存储锁相放大器25提取的信号大小。当检测光19传播方向上x方向上存在磁场梯度时，查看阵列探测器23的其中一个通道，该通道的电信号大小与磁场梯度成正比，计算机26显示的提取信号为0。此外，阵列探测器23S1，S2通道的信号差值反映y维度上的磁场梯度，S2，S3通道的信号差值反映z维度上的磁场梯度。
如图2三维梯度测量原理图所示，图2(a)为测量原理示意图，图2(b)无磁场梯度时光旋角变化过程，图2(c)为有磁场梯度时光旋角变化过程，若在原子磁强计的y方向有一磁场By，则检测光的光旋角大小为：
Figure BDA0001686550370000041
其中re为经典原子半径，c为光速，Rop为光抽运率，Rrel为弛豫率，s为光抽运矢量，fD2为D2线的振荡强度，Vpr为检测光光频率，VD2为D2线的中心频率，ΓD2为碱金属D2线的压力展宽值。
阵列探测器23的输出信号与光旋角成正比。从上式知，在这里s为光矢量，左旋圆偏振抽运光12s＝﹣1，右旋圆偏振抽运光13s＝+1，用两束光矢量方向相反的抽运光去极化原子，两束抽运光位置的原子的极化方向相反。若x光方向上梯度为零，检测光通过气室C点的光旋角为零，计算机26显示的提取信号为0。若存在梯度则C点的光旋角不为零，计算机26显示的提取信号不为0，该信号直接反应磁场的梯度。
在测量y，z方向的磁场梯度时，关闭左旋圆偏振抽运光12，只打开右旋圆偏振抽运光13，阵列探测器23S1，S2通道的信号差值反映y维度上的磁场梯度，S2，S3通道的信号差值反映z维度上的磁场梯度。
本发明说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.一种基于SERF原子自旋效应的三维梯度磁场测量装置，其特征在于：包括抽运激光器(1)、光纤分束器(2)、第一光纤准直器(3)、第二光纤准直器(4)、第一1/2波片(5)、第二1/2波片(6)、第一偏振分光棱镜(7)、第二偏振分光棱镜(8)、第一反射镜(9)、第一1/4波片(10)、第二1/4波片(11)、左旋圆偏振抽运光(12)、右旋圆偏振抽运光(13)、检测激光器(14)、第一凸透镜(15)、第二凸透镜(16)、第二反射镜(17)、第一格兰泰勒棱镜(18)、检测光(19)、第三1/4波片(20)、光弹调制器(21)、第二格兰泰勒棱镜(22)、阵列探测器(23)、三轴位移台(24)、锁相放大器(25)、计算机(26)、磁屏蔽桶(27)、三轴匀场线圈与梯度线圈(28)、无磁电加热装置(29)、碱金属气室(30)；抽运激光器(1)光纤输出激光经过光纤分束器(2)，第一光纤准直器(3)和第二光纤准直器(4)分成两束准直的激光，然后两束激光分别通过第一1/2波片(5)、第一偏振分光棱镜(7)、第一反射镜(9)、第一1/4波片(10)后变成右旋圆偏振抽运光(13)以及通过第二1/2波片(6)、第二偏振分光棱镜(8)、第一反射镜(9)、第二1/4波片(11)后变成左旋圆偏振抽运光(12)，左旋圆偏振抽运光(12)和右旋圆偏振抽运光(13)透过碱金属气室(30)；磁屏蔽桶(27)用于屏蔽外界环境磁场，无磁电加热装置(29)用于加热碱金属气室(30)内的碱金属原子，以实现SERF态条件，两束光矢量方向相反的左旋圆偏振抽运光(12)和右旋圆偏振抽运光(13)抽运碱金属原子，检测光(19)用于检测原子自旋进动信号；检测光(19)通过碱金属气室(30)后，经过第三1/4波片(20)和光弹调制器(21)以及第二格兰泰勒棱镜(22)进入阵列探测器(23)中，阵列探测器(23)放置在三轴位移台(24)上，其中，当存在外界磁场时，检测光(19)经过碱金属气室(30)后，偏振面会发生偏转，偏转角度称为光旋角；阵列探测器(23)将光旋角信号转换为电信号，后经锁相放大器(25)解调，显示在计算机(26)上；当检测光(19)传播方向上存在磁场梯度时，查看阵列探测器(23)的其中一个通道，该通道的电信号大小与磁场梯度成正比；此外，阵列探测器(23)不同通道的信号差值反映与检测光(19)垂直维度上的磁场梯度；
所述的阵列探测器(23)由2×2四个光电探测器S1，S2，S3，S4构成；
所述的三轴位移台(24)行程大于10mm，x，y，z三轴位移由千分尺精确调节；
所述的磁屏蔽桶(27)采用高导磁材料坡莫合金，采用圆柱形，5层结构；
所述的碱金属气室(30)中的原子为碱金属原子，为钾、铷、铯其中的一种；气体有淬灭气体氮气和缓冲气体氦气；
抽运激光器(1)发出的激光波长在碱金属原子的D1线的中心，检测激光器(14)所发出的激光波长在碱金属原子的D2线附近远失谐；
左旋圆偏振抽运光(12)和右旋圆偏振抽运光(13)沿着检测光(19)的传播方向放置；
通过旋转第一1/2波片(5)和第二1/2波片(6)使左旋圆偏振抽运光(12)和右旋圆偏振抽运光(13)光功率相等；
通过旋转第二1/4波片(11)调节左旋圆偏振抽运光(12)，旋转第一1/4波片(10)调节右旋圆偏振抽运光(13)，两束抽运光光矢量方向相反；
进行梯度测量前，利用三轴匀场线圈与梯度线圈(28)将剩余环境磁场与梯度磁场归零，此时阵列探测器(23)的S1，S2，S3，S4四个通道电信号均为零；
有磁场梯度时光旋角变化，若在磁场测量装置的y方向有一磁场By，则检测光的光旋角大小为：
Figure FDA0002730374630000021
其中re为经典原子半径，c为光速，Rop为光抽运率，Rrel为弛豫率，s为光抽运矢量，fD2为D2线的振荡强度，Vpr为检测光光频率，VD2为D2线的中心频率，ΓD2为碱金属D2线的压力展宽值；
阵列探测器(23)的输出信号与光旋角成正比，从上式知，s为光抽运矢量，左旋圆偏振抽运光(12)s＝﹣1，右旋圆偏振抽运光(13)s＝+1，用两束光矢量方向相反的抽运光去极化原子，两束抽运光位置的原子的极化方向相反，若x方向上梯度为零，检测光通过气室C点的光旋角为零，计算机(26)显示的提取信号为0，若存在梯度则C点的光旋角不为零，计算机(26)显示的提取信号不为0，该信号直接反应磁场的梯度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111035386B (zh) * 2018-10-12 2024-03-22 中国科学院物理研究所 微型serf型磁强计、其使用方法和应用
CN109541501B (zh) * 2018-12-19 2020-06-16 北京航空航天大学 一种光纤碱金属气室
CN109884355B (zh) * 2019-03-08 2020-09-15 北京航空航天大学 一种serf惯性测量自屏蔽三维磁场线圈
CN110441124A (zh) * 2019-07-24 2019-11-12 湖南红太阳新能源科技有限公司 用于原子自旋磁场测试的激光加热装置及加热方法
CN110568382B (zh) * 2019-09-09 2020-08-18 北京航空航天大学 基于serf的双抽运光束三轴原子矢量磁场测量装置
CN110673069B (zh) * 2019-11-07 2022-05-13 之江实验室 一种三维矢量弱磁场探测装置和探测方法
CN110849343A (zh) * 2019-11-12 2020-02-28 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种单激光器的核磁共振陀螺仪
CN111025201A (zh) * 2019-12-02 2020-04-17 北京航天控制仪器研究所 一种原子磁力仪探头光路结构
CN111025202B (zh) * 2019-12-23 2021-10-19 之江实验室 一种扫描式立体三维磁场探测方法和装置
CN111044947B (zh) * 2019-12-24 2022-05-24 北京航天控制仪器研究所 一种用于脑磁测量的多通道serf原子磁力仪装置及应用方法
CN111273205B (zh) * 2020-03-25 2020-12-22 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 一种基于原子磁力仪的三维空间磁场测绘装置
CN111856350B (zh) * 2020-07-09 2022-01-07 吉林大学 一种采用主动磁场抵消的非屏蔽矢量serf原子磁梯度仪
CN111929622B (zh) * 2020-07-27 2021-09-03 北京航空航天大学 一种基于原子自旋效应的多通道梯度磁场测量装置
CN112083358B (zh) * 2020-08-28 2023-03-14 之江实验室 一种用于serf超高灵敏磁场测量装置的激光稳频系统
CN112014777B (zh) * 2020-09-09 2021-10-15 中国海洋大学 一种基于光纤磁场传感器的空间磁梯度张量测量系统及其工作方法
CN112526413B (zh) * 2020-10-29 2022-10-21 浙江工业大学 一种实现serf磁力仪矢量磁场测量的方法和系统
CN112444762B (zh) * 2020-11-06 2021-10-19 北京航空航天大学 一种八棱柱形径向匀场线圈设计方法
CN112180304B (zh) * 2020-11-30 2021-02-19 之江实验室 一种基于复合气室的极弱磁测量装置
CN112946539B (zh) * 2021-01-04 2023-09-01 北京航空航天大学 一种基于serf的单光束反射式三轴磁场测量装置
CN113075595B (zh) * 2021-03-24 2022-05-17 北京航空航天大学 一种用于serf原子磁场测量装置的极化率补偿与控制装置
CN113341353B (zh) * 2021-05-12 2023-05-09 北京航天控制仪器研究所 基于数字微镜阵列的小尺度空间磁场梯度测量系统及方法
CN113639883B (zh) * 2021-08-18 2022-05-17 之江实验室 一种碱金属原子磁强计自旋极化率空间分布原位测量系统及方法
CN114271826A (zh) * 2021-12-21 2022-04-05 苏州众烁云辉科技有限公司 一种基于单光束偏振调控的心磁成像检测装置及方法
CN114895729B (zh) * 2022-05-16 2023-08-29 上海理工大学 一种基于原位控制的碱金属气室激光加热装置
CN115184848B (zh) * 2022-09-09 2022-12-13 之江实验室 一种基于可调双光束serf原子磁强计的磁场梯度测量方法及装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1157488A1 (ru) * 1983-05-30 1985-05-23 Предприятие П/Я В-8708 Способ измерени неоднородности магнитной индукции в экранируемом объеме
US4567440A (en) * 1983-06-09 1986-01-28 Haselgrove John C Vivo P-31 NMR imaging of phosphorus metabolites
WO2006084313A1 (en) * 2005-02-08 2006-08-17 Qrsciences Pty Ltd Detection of nuclear quadrupole resonance signals in substances
CN104457728A (zh) * 2014-11-20 2015-03-25 北京航空航天大学 一种无自旋交换弛豫的原子陀螺仪装置
US9995806B2 (en) * 2015-02-12 2018-06-12 Siemens Aktiengesellschaft Automated determination of the resonance frequencies of protons for magnetic resonance examinations
CN104677508B (zh) * 2015-03-16 2017-09-12 北京航空航天大学 一种基于圆偏振探测光的原子自旋进动检测方法及装置
CN104833690B (zh) * 2015-06-04 2017-03-01 中国人民解放军国防科学技术大学 一种原子核磁共振陀螺碱金属原子极化率实时测量方法
JP2017026405A (ja) * 2015-07-21 2017-02-02 キヤノン株式会社 光ポンピング磁力計および磁気センシング方法
CN105301541B (zh) * 2015-11-16 2019-04-09 东南大学 原子磁强计的磁线圈x、y轴非正交角的测量装置与方法
CN105929458B (zh) * 2016-03-21 2018-06-15 吉林大学 航空磁场矢量检测装置及监测方法
CN106226713B (zh) * 2016-07-18 2019-02-01 北京航空航天大学 一种serf原子磁强计的光频移抑制方法
CN106443520A (zh) * 2016-11-09 2017-02-22 北京航空航天大学 一种双轴原子自旋磁强计
CN106848824B (zh) * 2017-03-31 2019-03-29 中国科学院国家授时中心 一种集成化激光系统及方法

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