CN111044948A - 一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置 - Google Patents

一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置 Download PDF

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Abstract

一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，通过对含有钾原子和铷原子的原子气室提供圆偏振抽运光束和线偏振检测光束的双照射，有利于获得比单种碱金属原子气室更加均匀的极化率。本发明还能够通过原子自旋进动信号获得探测磁场，利用光弹调制器获得原子自旋信号，利用空间光调制器数字微镜装置对检测光场进行空间光高频扫描，并利用三轴磁补偿线圈进行磁场参数调制进行矢量磁场探测，从而实现高空间分辨率矢量磁场测量。

Description

一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置
技术领域
本发明涉及原子磁强计技术，特别是一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，通过对含有钾原子和铷原子的原子气室提供圆偏振抽运光束和线偏振检测光束的双照射，有利于获得比单种碱金属原子气室更加均匀的极化率。本发明还能够通过原子自旋进动信号获得探测磁场，利用光弹调制器获得原子自旋信号，利用空间光调制器数字微镜装置对检测光场进行空间光高频扫描，并利用三轴磁补偿线圈进行磁场参数调制进行矢量磁场探测，从而实现高空间分辨率矢量磁场测量。
背景技术
进入21世纪以来，随着量子力学和量子光学方面的技术的发展突破，原子磁强计不断提高着磁强计的磁场测量灵敏度极限。由于原子磁强计拥有更高的灵敏度，更小的体积，同时不需要液氮或液氦制冷等优点，超高灵敏原子磁强计在生物医疗磁探测领域有望替代SQUID磁强计成为新一代磁场测量装置。
目前来说，制约利用光抽运磁强计测量的脑磁图技术发展的限制是模糊的磁源定位和脑磁场模拟。制约宏观脑磁场的精确模拟与磁源定位的是较低的空间分辨率与三维重建模型。磁场空间分辨率影响着宏观脑磁场的精确模拟与磁源定位，提高空间分辨率和得到准确的三维重建模拟对于发展脑磁图技术十分重要。利用磁强计探头阵列化的方法实现头部磁场重建，受到探头尺寸的影响，空间分辨率低。采用大气室结合阵列探测器进行三维磁场梯度测量，空间分辨率也难以达到μm量级并且空间分辨率与灵敏度互相制约。目前现有的方法难以同时实现高空间分辨率，高灵敏度矢量磁场测量。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，通过对含有钾原子和铷原子的原子气室提供圆偏振抽运光束和线偏振检测光束的双照射，有利于获得比单种碱金属原子气室更加均匀的极化率。本发明还能够通过原子自旋进动信号获得探测磁场，利用光弹调制器获得原子自旋信号，利用空间光调制器数字微镜装置对检测光场进行空间光高频扫描，并利用三轴磁补偿线圈进行磁场参数调制进行矢量磁场探测，从而实现高空间分辨率矢量磁场测量。
本发明的技术方案如下：
一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，包括含有钾原子和铷原子的原子气室，沿所述原子气室的Z轴方向设置有圆偏振抽运光束照射通道，所述圆偏振抽运光束用于使所述原子气室中的钾原子极化，沿所述原子气室的X轴方向设置有线偏振检测光束照射通道，所述线偏振检测光束用于检测原子气室内部原子自旋指向在X轴的投影，所述线偏振检测光束照射通道上设置有空间光调制器数字微镜装置，所述圆偏振光束照射通道上设置有第一1/4波片。
所述第一1/4波片位于所述原子气室上方，所述第一1/4波片的上方设置有第二偏振分光棱镜，所述第二偏振分光棱镜将透射光传输给所述第一1/4波片，将反射光传输给第一波长计。
所述第二偏振分光棱镜的上方设置有反射镜，所述反射镜的左前方设置有第二凸透镜和第一凸透镜，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜形成扩束装置向所述反射镜传输扩束抽运光束，所述第一凸透镜通过第一格兰泰勒棱镜与抽运光束光强稳定系统形成光连接，所述抽运光束光强稳定系统通过第一1/2波片与所述抽运激光器形成光连接。
所述抽运光束光强稳定系统包括第一偏振分光棱镜，所述第一偏振分光棱镜将来自所述第一1/2波片的抽运激光光束分成两路，其中一路透射光束形成第一路抽运光束，另一路反射光束通过第三光电探测器进入稳光强控制器，所述稳光强控制器与液晶相连接，所述第一路抽运光束经过所述稳光强液晶传输给所述第一格兰泰勒棱镜。
所述原子气室的下方设置有第三凸透镜，所述第三凸透镜与第一光电探测器形成光连接，所述第一光电探测器连接锁相放大器。
所述线偏振检测光束照射通道上设置有检测激光器，所述检测激光器通过第二1/2波片连接第三偏振分光棱镜，所述第三偏振分光棱镜将来自所述第二1/2波片的检测激光光束分成两路，其中一路透射光束传输给噪声衰减器，另一路反射光束传输给第二波长计。
所述噪声衰减器通过第六凸透镜和第五凸透镜形成的扩束装置连接所述空间光调制器数字微镜装置，所述空间光调制器数字微镜装置连接有计算机，所述空间光调制器数字微镜装置依次通过其左前方的第三格兰泰勒棱镜、光弹调制器和第二1/4波片使偏振态调制检测光束穿越所述原子气室，所述原子气室的左前方设置有第四凸透镜，所述第四凸透镜通过第二格兰泰勒棱镜将检测光束传输给第二光电探测器，所述第二光电探测器连接所述锁相放大器。
所述原子气室的外围设置有无磁电加热烤箱，所述无磁电加热烤箱的外围设置有三轴磁补偿线圈，所述三轴磁补偿线圈的外围设置有磁屏蔽桶，所述三轴磁补偿线圈连接信号发生器。
所述空间光调制器数字微镜装置通过微镜对检测光场进行空间光高频扫描，所述微镜具有使检测光束照射到所述原子气室的接通状态和使检测光束偏离所述原子气室的断开状态。
所述抽运激光器发出的激光波长与钾原子D1线相匹配，所述检测激光器发射激光波长在铷原子D2线附近失谐。
本发明的技术效果如下：本发明一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，能够克服无法利用原子磁强计实现高空间分辨率，高灵敏度矢量磁场测量的问题，基于混合抽运原子自旋效应，利用空间光调制器并结合磁场参数调制的方法，获得高空间分辨率、高灵敏度的矢量磁场信息。
高空间分辨率的磁场测量有利于重建三维磁场模型，精确定位磁源位置，对脑磁探测领域十分重要。现有技术中利用磁强计探头阵列化的方法实现磁场探测，受探头尺寸以及探头串扰的影响，空间分辨率低成本高，尽管采用大气室结合阵列探测器进行三维磁场梯度测量，其空间分辨率也难以达到μm量级并且空间分辨率与灵敏度互相制约。本发明采用空间光调制器结合磁场参数调制的新方式，有利于获得高空间分辨率和高灵敏度的矢量磁场信息，弥补磁场探测常规方法的不足，并且为脑磁成像领域提出了新思路。
附图说明
图1是实施本发明一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置结构示意图。
图2是图1中空间光调制器数字微镜装置扫描示意图。图2左侧①是指“接通”状态示意，图2右侧②是指“断开”状态示意。图2中每块微镜41下方由微型电极控制，微型电极接收来自控制芯片的指令，推动镜片(即微镜41)以镜面对角线为轴线，根据计算机程序输出电极驱动对应的微镜41产生±12°的偏转。图2左侧部分所示当微镜41为“接通状态”产生+12°偏转，反射检测光束进入原子气室18。图2右侧部分当微镜41为“断开”状态反射光束不通过原子气室18。检测光束26经该装置高频扫描反射后进入原子气室18，检测激光阵列式照射到原子气室18的不同位置，实现高空间分辨率的二维磁场测量。
附图标记列示如下：1-抽运激光器；2-第一1/2波片(二分之一波片，产生附加光程差或相位差为λ/2)；3-第一偏振分光棱镜(将原始抽运激光光束分成两路，其中一路透射光束形成第一路抽运光束10，然后转换为圆偏振光束进入原子气室18，另一路为第一反射光束9，通过第三光电探测器40进入稳光强控制器15)；4-液晶(稳光强液晶)；5-第一格兰泰勒棱镜；6-第一凸透镜；7-第二凸透镜；8-反射镜；9-第一反射光束；10-第一路抽运光束；11-第二偏振分光棱镜(将抽运光束10分成两路，其中一路透射光通过第一1/4波片14转换为圆偏振光束进入原子气室18，另一路反射光进入第一波长计12)；12-第一波长计；13-信号发生器；14-第一1/4波片(四分之一波片，产生附加光程差或相位差为λ/4)；15-稳光强控制器；16-磁屏蔽桶；17-三轴磁补偿线圈；18-原子气室；19-无磁电加热烤箱；20-第三凸透镜；21-第一光电探测器；22-第二光电探测器；23-第二格兰泰勒棱镜；24-第四凸透镜；25-锁相放大器；26-检测光束；27-第二1/4波片；28-光弹调制器；29-第三格兰泰勒棱镜；30-空间光调制器数字微镜装置；31-计算机；32-第五凸透镜；33-第六凸透镜；34-噪声衰减器；35-第二反射光束；36-第二波长计；37-第三偏振分光棱镜(将原始检测激光光束分成两路，其中一路透射光形成检测光束26，另一路反射光为第二反射光束35进入第二波长计36)；38-第二1/2波片；39-检测激光器；40-第三光电探测器；41-微镜。
具体实施方式
下面结合附图(图1-图2)对本发明进行说明。
图1是实施本发明一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置结构示意图。图2是图1中空间光调制器数字微镜装置扫描示意图。如图1至图2所示，一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，包括含有钾原子和铷原子的原子气室18，沿所述原子气室18的Z轴方向设置有圆偏振抽运光束照射通道，所述圆偏振抽运光束用于使所述原子气室18中的钾原子极化，沿所述原子气室18的X轴方向设置有线偏振检测光束照射通道，所述线偏振检测光束用于检测原子气室18内部原子自旋指向在X轴的投影，所述线偏振检测光束照射通道上设置有空间光调制器数字微镜装置30，所述圆偏振光束照射通道上设置有第一1/4波片14。所述第一1/4波片14位于所述原子气室18上方，所述第一1/4波片14的上方设置有第二偏振分光棱镜11，所述第二偏振分光棱镜11将透射光传输给所述第一1/4波片14，将反射光传输给第一波长计12。所述第二偏振分光棱镜11的上方设置有反射镜8，所述反射镜8的左前方设置有第二凸透镜7和第一凸透镜6，所述第一凸透镜6和所述第二凸透镜7形成扩束装置向所述反射镜8传输扩束抽运光束，所述第一凸透镜6通过第一格兰泰勒棱镜5与抽运光束光强稳定系统形成光连接，所述抽运光束光强稳定系统通过第一1/2波片2与所述抽运激光器1形成光连接。所述抽运光束光强稳定系统包括第一偏振分光棱镜3，所述第一偏振分光棱镜3将来自所述第一1/2波片2的抽运激光光束分成两路，其中一路透射光束形成第一路抽运光束10，另一路反射光束(即第一路反射光束9)通过第三光电探测器40进入稳光强控制器15，所述稳光强控制器15与液晶4相连接，所述第一路抽运光束10经过所述稳光强液晶4传输给所述第一格兰泰勒棱镜5。所述原子气室18的下方设置有第三凸透镜20，所述第三凸透镜20与第一光电探测器21形成光连接，所述第一光电探测器21连接锁相放大器25。
所述线偏振检测光束照射通道上设置有检测激光器39，所述检测激光器39通过第二1/2波片38连接第三偏振分光棱镜37，所述第三偏振分光棱镜37将来自所述第二1/2波片38的检测激光光束分成两路，其中一路透射光束传输给噪声衰减器34，另一路反射光束(即第二路反射光束35)传输给第二波长计36。所述噪声衰减器34通过第六凸透镜33和第五凸透镜32形成的扩束装置连接所述空间光调制器数字微镜装置30，所述空间光调制器数字微镜装置30连接有计算机31，所述空间光调制器数字微镜装置30依次通过其左前方的第三格兰泰勒棱镜29、光弹调制器28和第二1/4波片27使偏振态调制检测光束穿越所述原子气室18，所述原子气室18的左前方设置有第四凸透镜24，所述第四凸透镜24通过第二格兰泰勒棱镜23将检测光束26传输给第二光电探测器22，所述第二光电探测器22连接所述锁相放大器25。所述原子气室18的外围设置有无磁电加热烤箱19，所述无磁电加热烤箱19的外围设置有三轴磁补偿线圈17，所述三轴磁补偿线圈17的外围设置有磁屏蔽桶16，所述三轴磁补偿线圈17连接信号发生器13。所述空间光调制器数字微镜装置30通过微镜41对检测光场进行空间光高频扫描，所述微镜41具有使检测光束26照射到所述原子气室18的接通状态和使检测光束26偏离所述原子气室18的断开状态。所述抽运激光器1发出的激光波长与钾原子D1线相匹配，所述检测激光器39发射激光波长在铷原子D2线附近失谐。
图1为本发明装置的结构示意图，由图可见，本发明装置中包括抽运激光器1、第一1/2波片2、第一偏振分光棱镜3、液晶4、第一格兰泰勒棱镜5、第一凸透镜6、第二凸透镜7、反射镜8、第一偏振分光棱镜的第一反射光束9、抽运光束10、第二偏振分光棱镜11、第一波长计12、信号发生器13、第一1/4波片14、稳光强控制器15、磁屏蔽桶16、三轴磁补偿线圈17、原子气室18、无磁加热烤箱19、第三凸透镜20、第一光电探测器21、第二光电探测器22、第二格兰泰勒棱镜23、第四凸透镜24、检测光束26、锁相放大器25、第二1/4波片27、光弹调制器28、第三格兰泰勒棱镜29、空间光调制器数字微镜装置30、计算机31、第五凸透镜32、第六凸透镜33、噪声衰减器34、第三偏振分光棱镜的第二反射光束35、第二波长计36、第三偏振分光棱镜37、第二1/2波片38、检测激光器39。装置的两条光路分别为：抽运激光器1发射出抽运光束10，该光束依次经过1/2波片2和偏振分光棱镜3，之后分为相互垂直的两束光，其中偏振分光棱镜反射光9由光电探测器接收与液晶4和稳光强控制器15共同组成抽运光束光强稳定系统，与原传输方向相同的一路光束通过格兰泰勒棱镜5后由凸透镜6和凸透镜7实现扩束，经反射镜8后与原方向垂直，通过偏振分光棱镜11反射光进入波长计12监控抽运光束波长变化，透射光束经过1/4波片14转换为圆偏振光极化原子气室18内部原子，出射光经凸透镜20会聚到光电探测器21中转换为电信号；检测激光器39产生检测光束26之后通过1/2波片38、偏振分光棱镜37，反射光进入波长计36监控检测光束波长变化，透射光束通过噪声衰减器34减少光强噪声变化，通过凸透镜33和凸透镜32实现扩束，扩束光入射到经过由计算机31软件程序控制的数字微镜装置30对空间检测光束进行调制，调制后的检测光束经过格兰泰勒棱镜29后为线偏振光，经过光弹调制器28和1/4波片27对检测光进行偏振态调制，经过原子气室18后经过凸透镜24、格兰泰勒棱镜23由光电探测器22接收将光信号转为电信号；光电探测器21和光电探测器22由锁相放大器25输出信号由锁相放大器25进行解调，最后得到原子自旋进动信号由此探测磁场。无磁加热烤箱19加热原子气室18中的碱金属原子至气态，由信号发生器13控制的磁补偿线圈补偿磁屏蔽桶16屏蔽环境磁场的剩余磁场，使原子处于极弱磁状态下。利用空间光调制器数字微镜装置30对检测光场进行空间光高频扫描，利用三轴磁补偿线圈17进行磁场参数调制进行矢量磁场探测，利用光弹调制器28获得原子自旋信号，可实现高空间分辨率矢量磁场测量。
无磁加热烤箱19加热原子气室18中的碱金属原子至气态，由信号发生器13控制的磁补偿线圈补偿磁屏蔽桶16屏蔽环境磁场的剩余磁场，使原子处于极弱磁状态下。利用空间光调制器数字微镜装置30对检测光场进行空间光高频扫描，利用三轴磁补偿线圈17进行磁场参数调制进行矢量磁场探测，利用光弹调制器28获得原子自旋信号，可实现高空间分辨率矢量磁场测量。所述的原子气室18内部充有碱金属钾原子和铷原子，抽运激光器发出的激光波长为钾原子D1线使钾原子极化，铷原子通过与钾原子的自旋交换碰撞进行极化，比单碱金属原极化率更加均匀。检测激光器发射激光波长在铷原子D2线附近失谐。所述的原子气室18为方形气室内部充有缓冲气体氦气和淬灭氮气，使气室内部大于等于3个大气压减少碱金属扩散效应。所述的为避免光束不均匀而导致的铷原子和钾原子的极化率不均匀，抽运光束与检测激光已利用光束整形器对高斯光斑进行整形，抽运激光与检测激光为平顶光。所述的利用在不同磁场下，线偏振光通过碱金属原子的光旋角的变化实现磁场测量。在抽运光方向由三轴磁补偿线圈17施加高频磁场，与抽运光垂直的两个方向自旋分量由于相位相差90°绕着一个震荡纵向磁场进动，对相反信号进行解调即可实现矢量磁场测量。所述的空间光调制器数字微镜装置30分辨率为1920x1080，有效镜面阵列尺寸为20.7x11.7mm2，像素点尺寸为10.8μm，最高调制频率为17857Hz。检测光束26经该装置高频扫描反射后进入原子气室18，检测激光阵列式照射到气室不同位置，实现高空间分辨率的二维磁场测量。
本发明一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置具体测量原理如下：
由于无磁加热烤箱19加热原子气室18使原子数密度升高，在被动磁补偿磁屏蔽桶16以及主动磁补偿三轴磁补偿线圈17使原子气室18处于极弱磁状态下，原子自旋进动足够慢，原子之间自旋交换速率远远大于原子拉莫尔进动频率，原子自旋演化过程可以由Bloch方程代替密度矩阵描述：
Figure BDA0002355199590000071
其中P为碱金属电子极化矢量，B为磁场矢量。s是抽运光光子极化矢量，圆偏振光s＝1，线偏振光s＝0。z为极化方向。Rop为抽运率，是未极化原子吸收抽运光光子的平均概率，Rrel为总自旋弛豫率。q为减速因子，与核子自旋及原子极化率相关。γe为电子旋磁比。
混合抽运的原子自旋演化动力学方程，要在原Bloch方程的推导中加入两种碱金属原子自旋交换项，在此基础上分别求得它们的准静态的解为：
Figure BDA0002355199590000072
Figure BDA0002355199590000073
同样的，电子自旋极化的平均值分别为：
Figure BDA0002355199590000074
Figure BDA0002355199590000075
K原子的电子极化由抽运光实现，而Rb原子的电子极化由与K原子的碰撞来实现。联立上面公式可得：
Figure BDA0002355199590000081
Figure BDA0002355199590000082
K和Rb间的的自旋交换弛豫可以表示为
Figure BDA0002355199590000083
Figure BDA0002355199590000084
其中，kex为自旋交换系数，nK为K原子数密度，nRb为Rb原子数密度。
在z方向施加高频磁场Bz＝Bccos(ωt)，通过联立上述公式得到PRb的瞬态解：
Figure BDA0002355199590000085
最终由锁相放大器25以ω为参考频率，调节解调相位以观测cos(ωt)项和sin(ωt)项，从而解调分离出Bx和By。
图2为空间光调制器扫描示意图，空间光调制器数字微镜装置30的分辨率为1920x1080，有效镜面阵列尺寸为20.7x11.7mm2，像素点尺寸为10.8μm，最高调制频率为17857Hz。如图所示每块微镜下方由微型电极控制，微型电极接收来自控制芯片的指令，推动镜片以镜面对角线为轴线，根据计算机程序输出电极驱动对应的微镜产生±12°的偏转。如图2左侧部分所示当微镜为“接通状态”产生+12°偏转，反射检测光束进入原子气室18；右侧部分当微镜为“断开”状态反射光束不通过原子气室18。检测光束26经该装置高频扫描反射后进入原子气室18，检测激光阵列式照射到气室不同位置，实现高空间分辨率的二维磁场测量。
本发明说明书中未作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。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，包括含有钾原子和铷原子的原子气室，沿所述原子气室的Z轴方向设置有圆偏振抽运光束照射通道，所述圆偏振抽运光束用于使所述原子气室中的钾原子极化，沿所述原子气室的X轴方向设置有线偏振检测光束照射通道，所述线偏振检测光束用于检测原子气室内部原子自旋指向在X轴的投影，所述线偏振检测光束照射通道上设置有空间光调制器数字微镜装置，所述圆偏振光束照射通道上设置有第一1/4波片。
2.根据权利要求1所述的基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，所述第一1/4波片位于所述原子气室上方，所述第一1/4波片的上方设置有第二偏振分光棱镜，所述第二偏振分光棱镜将透射光传输给所述第一1/4波片，将反射光传输给第一波长计。
3.根据权利要求2所述的基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，所述第二偏振分光棱镜的上方设置有反射镜，所述反射镜的左前方设置有第二凸透镜和第一凸透镜，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜形成扩束装置向所述反射镜传输扩束抽运光束，所述第一凸透镜通过第一格兰泰勒棱镜与抽运光束光强稳定系统形成光连接，所述抽运光束光强稳定系统通过第一1/2波片与所述抽运激光器形成光连接。
4.根据权利要求3所述的基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，所述抽运光束光强稳定系统包括第一偏振分光棱镜，所述第一偏振分光棱镜将来自所述第一1/2波片的抽运激光光束分成两路，其中一路透射光束形成第一路抽运光束，另一路反射光束通过第三光电探测器进入稳光强控制器，所述稳光强控制器与稳光强液晶相连接，所述第一路抽运光束经过所述液晶传输给所述第一格兰泰勒棱镜。
5.根据权利要求4所述的基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，所述原子气室的下方设置有第三凸透镜，所述第三凸透镜与第一光电探测器形成光连接，所述第一光电探测器连接锁相放大器。
6.根据权利要求1所述的基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，所述线偏振检测光束照射通道上设置有检测激光器，所述检测激光器通过第二1/2波片连接第三偏振分光棱镜，所述第三偏振分光棱镜将来自所述第二1/2波片的检测激光光束分成两路，其中一路透射光束传输给噪声衰减器，另一路反射光束传输给第二波长计。
7.根据权利要求6所述的基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，所述噪声衰减器通过第六凸透镜和第五凸透镜形成的扩束装置连接所述空间光调制器数字微镜装置，所述空间光调制器数字微镜装置连接有计算机，所述空间光调制器数字微镜装置依次通过其左前方的第三格兰泰勒棱镜、光弹调制器和第二1/4波片使偏振态调制检测光束穿越所述原子气室，所述原子气室的左前方设置有第四凸透镜，所述第四凸透镜通过第二格兰泰勒棱镜将检测光束传输给第二光电探测器，所述第二光电探测器连接所述锁相放大器。
8.根据权利要求1所述的基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，所述原子气室的外围设置有无磁电加热烤箱，所述无磁电加热烤箱的外围设置有三轴磁补偿线圈，所述三轴磁补偿线圈的外围设置有磁屏蔽桶，所述三轴磁补偿线圈连接信号发生器。
9.根据权利要求1所述的基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，所述空间光调制器数字微镜装置通过微镜对检测光场进行空间光高频扫描，所述微镜具有使检测光束照射到所述原子气室的接通状态和使检测光束偏离所述原子气室的断开状态。
10.根据权利要求1所述的基于钾铷混合抽运的高空间分辨率矢量磁场测量装置，其特征在于，所述抽运激光器发出的激光波长与钾原子D1线相匹配，所述检测激光器发射激光波长在铷原子D2线附近失谐。
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