CN113625205B - 一种多通道原子磁场测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于涡旋波片的多通道原子磁场测量装置，主要是利用线偏振光束经过涡旋波片后产生的径向线偏振光，对沿光束直径对称分布的一对原子气室进行空间分离的自旋极化和检测，本发明多通道原子磁场测量装置结构精简；在不增加激光光源和探测器的前提下实现了双通道的原子磁梯度测量，保持两通道的共模一致性，有效提高磁场测量的抗干扰能力和磁异常测量灵敏度。

Description

一种多通道原子磁场测量装置
技术领域
本发明属于一种磁场测量装置，具体涉及一种多通道原子磁场测量装置。
背景技术
运动的电荷会产生磁场，在人体内，伴随着生命活动，一些组织和器官内也会产生微弱的磁场。铁磁物质会使其附近的地磁场出现异常变化，磁异常变化情况与铁磁目标的形状和材料组分有关。由于磁场的传播受介质影响较小，因此磁场测量被广泛应用于医疗诊断、矿产勘探、地磁导航、目标探测等领域。
碱金属原子(如钾、铷、铯)自旋在磁场中会产生磁共振效应，共振频率与磁场幅度成正比，原子自旋共振信号可以通过激光读出，利用该原理可以构建原子磁力仪，实现高灵敏的磁场测量。由于碱金属原子系综容易受到光、磁、热、震动等外界环境影响，单个原子磁力测量单元极易受到外部环境干扰，难以发挥最大测量潜力。
多通道原子磁场测量是提高原子磁探测灵敏度和抗干扰能力的有效解决途径。目前已有的多通道原子磁场测量装置普遍通过光路分束实现，需要使用大量分束和矫正光学元件，引入不可控的变量多、系统结构复杂且成本高昂。
涡旋波片通过控制液晶聚合物的排布结构，可以将不同偏振态的入射光转换成矢量偏振光束或具有轨道角动量的涡旋光束。假设入射激光为线偏振态，当激光偏振方向与涡旋波片0°快轴平行时，经过涡旋波片后的，出射光为径向线偏振光；当激光偏振方向与涡旋波片0°快轴垂直时，经过涡旋波片后的，出射光为角向线偏振光。同时，涡旋波片还会改变入射光斑的能量分布，将标准的TEM00模的高斯光的光强分布转换成“空心孔型”拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian)光束的光强分布。基于以上特性，涡旋波片已经成功应用在量子操控、光场调控、大气光通信、超分辨率成像、光镊、精密激光加工等领域。
发明内容
本发明提供一种利用涡旋波片实现多通道原子磁场测量的装置，具体方案如下：
一种多通道原子磁场测量装置，包括激光发生组件、涡旋波片、原子气室模组E、原子气室模组F、偏振分光镜、第一检测组件、第二检测组件以及信号处理模块；所述激光发生组件用于发射主光束，主光束供后续原子极化和自旋探测使用；所述涡旋波片设置在主光束的光路上，使得透过涡旋波片的光束为径向线偏振光；所述偏振分光镜用于将经过原子气室模组E的工作光束分为第一探测光束C和第二探测光束D；第一检测组件设置在第一探测光束C的光路上，用于对第一探测光束C进行检测；所述第二检测组件设置在经过原子气室模组F的工作光束的光路上，用于对第二探测光束D经过原子气室模组F后的光束进行检测；所述原子气室模组E、原子气室模组F、第一检测组件以及第二检测组件均与信号处理模块连接。
本发明中可选的，激光发生组件包括激光器控制器、激光器、分束镜、第一反射镜、第二反射镜以及第一二分之一波片；所述激光器用于发射线偏振激光；分束镜用于将激光器发射的线偏振激光分为参考光束A和工作光束B；激光器控制器设置在参考光束A的光路上且与激光器连接，用于稳定激光器的光功率和频率；第一反射镜、第二反射镜以及第一二分之一波片顺次设置在工作光束B的光路上，所述第一反射镜和第二反射镜用于调整工作光束B的行进方向，所述第一二分之一波片用于调整线偏振激光(即工作光束B)与涡旋波片0°快轴之间的夹角。
本发明可选的，所述涡旋波片和所述原子气室模组E之间顺次设有扩束镜和第一四分之一波片，所述扩束镜用于调整经过涡旋波片的激光光束的光斑尺寸，所述第一四分之一波片用于将入射到原子气室模组E的激光调整为长轴沿径向的椭圆偏振激光。
本发明可选的，还包括第二二分之一波片和第二四分之一波片，所述偏振分光镜位于第二二分之一波片和第二四分之一波片之间，所述第二二分之一波片和偏振分光镜用于将经过原子气室模组E的工作光束分为第一探测光束C和入射到原子气室模组F的第二探测光束D，所述第二四分之一波片用于将第二探测光束D调整为长轴沿径向的椭圆偏振激光。
本发明可选的，所述第一检测组件和第二检测组件均包括顺次设置的聚焦透镜、检偏器以及平衡探测器，即：第一检测组件包括第一聚焦透镜、第一检偏器和第一平衡探测器，第二检测组件包括第二聚焦透镜、第二检偏器和第二平衡探测器。所述第一检测组件中：第一聚焦透镜用于使第一探测光束C在第一平衡探测器处聚焦，第一检偏器用于将第一探测光束C由椭圆偏振激光变为线偏振激光，第一平衡探测器用于将第一探测光束C的光信号转化为电信号；所述第二检测组件中：第二聚焦透镜用于使第二探测光束D在第二平衡探测器处聚焦，第二检偏器用于将第二探测光束D中原子气室模组F的透射光由椭圆偏振激光变为线偏振激光，第二平衡探测器用于将第二探测光束D的光信号转化为电信号。
本发明可选的，所述原子气室模组E包括第一原子气室模块和第二原子气室模块，所述原子气室模组F包括第三原子气室模块和第四原子气室模块，第一原子气室模块和第二原子气室模块沿第二探测光束D轴线方向对称分布且位于同一光束横截面，第三原子气室模块和第四原子气室模块沿第二探测光束D轴线方向对称分布且位于同一光束横截面，第一原子气室模块和第二原子气室模块中轴线与第三原子气室模块和第四原子气室模块中轴线垂直，且第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块、第四原子气室模块沿第二探测光束D轴线方向上的投影不重叠。所述第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块、第四原子气室模块各包含原子气室、双绞螺线管和温度探测器；所述第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块、第四原子气室模块中原子气室形状和大小相同，内部充有碱金属原子(如钾、铷、铯)、缓冲气体(如氮气)、淬火气体(如氦气)；所述双绞螺线管通有交流电，同时实现温度控制和产生激励磁场；所述温度探测器用于探测原子气室附近的温度。
本发明可选的，还包括温度磁场控制模组，温度磁场控制模组包括第一温度磁场控制模块、第二温度磁场控制模块、第三温度磁场控制模块以及第四温度磁场控制模块；所述信号处理模块输入端与第一检测组件中的衡探测器差分输出端和第二检测组件中的衡探测器差分输出端通过数据传输线连接，用于计算两个平衡探测器差分输出端的信号频率；所述信号处理模块的输出端与第一温度磁场控制模块的输入端、第二温度磁场控制模块的输入端、第三温度磁场控制模块的输入端以及第四温度磁场控制模块的输入端通过数据传输线连接，分别控制第一温度磁场控制模块、第二温度磁场控制模块、第三温度磁场控制模块、第四温度磁场控制模块的驱动电流频率和幅值；所述第一温度磁场控制模块、第二温度磁场控制模块、第三温度磁场控制模块和第四温度磁场控制模块分别产生第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块和第四原子气室模块中双绞螺线管的驱动电流。
所述第一平衡探测器和第二平衡探测器分别包含两个相同光电二级管，同时具有差分功能，能将两个光电二级管的信号做差分运算后从差分输出端输出。
以上技术方案中优选的，第一二分之一波片、涡旋波片、第一四分之一波片、第二二分之一波片、第一检偏器、第二四分之一波片、第二检偏器分别由旋转安装座夹持，快轴可绕各自通过光束轴线方向旋转。
以上技术方案中优选的，所述第一反射镜和第二反射镜方向可调，用于控制后续光束的传播方向。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明基于涡旋波片提出一种多通道原子磁场测量装置，该测量装置利用线偏振光束经过涡旋波片后产生的径向线偏振光，对沿光束直径对称分布的一对原子气室进行空间分离的自旋极化和检测。在不增加激光光源和探测器的前提下实现双通道的原子磁梯度测量，保持两通道的共模一致性，有效提高磁场测量的抗干扰能力和磁异常测量灵敏度。
(2)本发明多通道原子磁场测量装置通过合理分布原子气室对的轴线方向，可以方便进行磁探测通道数扩展，且新通道相对独立，引入的光学元件不会对已有测量通道产生附加噪声源。
(3)本发明中第一反射镜和第二反射镜的方向可调，可以控制工作光束B的传播方向。同时，通过控制不同原子气室对沿第二探测光束D传播方向的空间距离，可以实现不同空间位置的磁场测量，获得磁场空间分布情况。
(4)本发明采用交流电同时控制原子气室附近的温度和激励磁场，将温度和磁场控制模块合二为一，有效简化原子磁力探测装置结构，减少噪声来源和系统功耗。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例中多通道原子磁场测量装置的结构示意图；
其中：101-激光器控制器，102-激光器，103-分束镜，104-第一反射镜，105-第二反射镜，106-第一二分之一波片，107-涡旋波片，108-扩束镜，109-第一四分之一波片，110-第二二分之一波片，111-偏振分光镜，112-第一聚焦透镜，113-第一检偏器，114-第一平衡探测器，115-第二四分之一波片，116-第二聚焦透镜，117-第二检偏器，118-第二平衡探测器，201-第一原子气室模块，202-第二原子气室模块，203-第三原子气室模块，204-第四原子气室模块，301-第一温度磁场控制模块，302-第二温度磁场控制模块，303-第三温度磁场控制模块，304-第四温度磁场控制模块，401-信号处理模块，A-参考光束，B-工作光束，C-第一探测光束，D-第二探测光束；
图2为本发明实施例中不同位置光束沿第二探测光束传播方向的投影示意图，其中：(a)表示光束在第一二分之一波片和涡旋波片之间的光强分布和偏振方向，箭头表示光偏振方向；(b)表示光束在涡旋波片和扩束镜之间的光强分布和偏振方向，箭头表示光偏振方向；(c)表示第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块、第四原子气室模块与第二探测光束的相对位置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例：
参考附图1，本发明提出的多通道原子磁场测量装置，包括激光器控制器101、激光器102、分束镜103、第一反射镜104、第二反射镜105、第一二分之一波片106、涡旋波片107、扩束镜108、第一四分之一波片109、第二二分之一波片110、偏振分光镜111、第一聚焦透镜112、第一检偏器113、第一平衡探测器114、第二四分之一波片115、第二聚焦透镜116、第二检偏器117、第二平衡探测器118、第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204、第一温度磁场控制模块301、第二温度磁场控制模块302、第三温度磁场控制模块303、第四温度磁场控制模块304、信号处理模块401。
所述激光器102用于发射线偏振激光，所述分束镜103用于将激光分为参考光束A和工作光束B，所述第一反射镜104和第二反射镜105用于调整工作光束B的行进方向，所述第一二分之一波片106用于调整线偏振激光与涡旋波片107的0°快轴之间的夹角，光束在第一二分之一波片和涡旋波片之间的光强分布和偏振方向详见图2中(a)示意图；光束在涡旋波片和扩束镜之间的光强分布和偏振方向详见图2中(b)示意图。
所述扩束镜108用于调整激光光束的光斑尺寸，所述第一四分之一波片109用于将入射到第一原子气室模块201和第二原子气室模块202的激光调整为长轴沿径向的椭圆偏振激光，所述第二二分之一波片110和偏振分光镜111用于将工作光束分为第一探测光束C和第二探测光束D。
所述的参考光束A为装置光功率和频率稳定提供参考信号；所述的工作光束B为装置的主光束，供后续原子极化和自旋探测使用；所述的第一探测光束C用于读取第一原子气室模块201和第二原子气室模块202中的原子自旋频率；所述的第一探测光束D用于读取第三原子气室模块203和第四原子气室模块204中的原子自旋频率。
所述第一聚焦透镜112用于使第一探测光束C在第一平衡探测器114处聚焦，所述第一检偏器113用于将第一探测光束C由椭圆偏振激光变为线偏振激光，所述第一平衡探测器114用于将第一探测光束C光信号转化为电信号，所述第一平衡探测器114两光电二极管信号分别对应第一原子气室模块201和第二原子气室模块202的透射光信号；所述第二四分之一波片115用于将入射到第三原子气室模块203和第四原子气室模块204的激光调整为长轴沿径向的椭圆偏振激光，第二聚焦透镜116用于使第二探测光束D在第二平衡探测器118处聚焦，所述第二检偏器117用于将第二探测光束D中第三原子气室模块203和第四原子气室模块204的透射光由椭圆偏振激光变为线偏振激光，所述第二平衡探测器118用于将第二探测光束D中第三原子气室模块203和第四原子气室模块204的透射光成分转化为电信号，所述第二平衡探测器118两光电二极管信号分别对应第三原子气室模块203和第四原子气室模块204的透射光信号。
所述第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204各包含原子气室、双绞螺线管和温度探测器；所述第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204中原子气室形状和大小相同，内部充有碱金属原子(如钾、铷、铯)、缓冲气体(如氮气)、淬火气体(如氦气)；所述双绞螺线管通有交流电，同时实现温度控制和产生激励磁场；所述温度探测器用于探测原子气室附近的温度。
所述第一温度磁场控制模块301、第二温度磁场控制模块302、第三温度磁场控制模块303、第四温度磁场控制模块304分别产生第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204中双绞螺线管的驱动电流。
所述第一平衡探测器114和第二平衡探测器118分别包含两个相同光电二级管，同时具有差分功能，能将两个光电二级管的信号做差分运算后从差分输出端输出。
所述信号处理模块401输入端与第一平衡探测器114差分输出端和第二平衡探测器118差分输出端通过数据传输线连接，用于计算第一平衡探测器114差分输出端和第二平衡探测器118差分输出端的信号频率；所述信号处理模块401输出端与第一温度磁场控制模块301、第二温度磁场控制模块302、第三温度磁场控制模块303、第四温度磁场控制模块304输入端通过数据传输线连接，分别控制第一温度磁场控制模块301、第二温度磁场控制模块302、第三温度磁场控制模块303、第四温度磁场控制模块304驱动电流频率和幅值。
本实施例中优选的，第一原子气室模块201和第二原子气室模块202沿第二探测光束D轴线方向对称分布且位于同一光束横截面，第三原子气室模块203和第四原子气室模块204沿第二探测光束D轴线方向对称分布且位于同一光束横截面，第一原子气室模块201和第二原子气室模块202中轴线与第三原子气室模块203和第四原子气室模块204中轴线垂直，且第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204沿第二探测光束D轴线方向上的投影不重叠。本实施例中第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块、第四原子气室模块与第二探测光束的相对位置详见图2中(c)示意图。
本实施例中优选的，第一二分之一波片106、涡旋波片107、第一四分之一波片109、第二二分之一波片110、第一检偏器113、第二四分之一波片115、第二检偏器117分别由旋转安装座夹持，快轴可绕各自通过光束轴线方向旋转。
本实施例中优选的，所述第一反射镜104和第二反射镜105方向可调，用于控制后续光束的传播方向。
本实施例中一种多通道原子磁场测量装置，其工作过程如下：
1)搭建如上所述多通道原子磁场测量装置；
2)所述激光器102出射的线偏振激光经过分束镜103后分为两束，工作光束B供后续使用，参考光束A反馈给激光器控制器101，用于稳定激光器光功率和频率；
3)所述工作光束B经过第一反射镜104和第二反射镜105调整行进方向，通过旋转第一二分之一波片106，使激光偏振方向与涡旋波片(标号为107)0°快轴平行，使透过涡旋波片的光束为径向线偏振光；
4)调整扩束镜108放大倍数和第一原子气室模块201与第二原子气室模块202、第三原子气室模块203与第四原子气室模块204之间的距离，使透过扩束镜108的激光光斑覆盖第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204；
5)旋转所述第一四分之一波片109，将入射到第一原子气室模块201和第二原子气室模块202的激光调整为长轴沿径向的椭圆偏振激光，旋转所述第二四分之一波片115用于将入射到第三原子气室模块203和第四原子气室模块204的激光调整为长轴沿径向的椭圆偏振激光；
6)旋转所述第一检偏器113，将第一探测光束C中椭圆偏振激光变为线偏振激光，旋转所述第二检偏器117，将第二探测光束D中第三原子气室模块203和第四原子气室模块204的透射光由椭圆偏振激光变为线偏振激光；
7)所述第一温度磁场控制模块301、第二温度磁场控制模块302、第三温度磁场控制模块303、第四温度磁场控制模块304分别根据第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204中温度探测器的输出信号控制输出电流幅值，使第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204中的原子气室稳定在相同的温度；
8)所述信号处理模块401同步扫描第一温度磁场控制模块301、第二温度磁场控制模块302、第三温度磁场控制模块303、第四温度磁场控制模块304中驱动电流的频率，使第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204中双绞螺线管产生激励磁场；
9)所述第一平衡探测器114将第一探测光束C光信号转化为电信号并做差分运算，第一平衡探测器114两光电二极管信号分别对应第一原子气室模块201和第二原子气室模块202的透射光信号；所述第二平衡探测器118用于将第二探测光束D中第三原子气室模块203和第四原子气室模块204的透射光信号转化为电信号并做差分运算，第二平衡探测器118两光电二极管信号分别对应第三原子气室模块203和第四原子气室模块204的透射光信号；
10)第一平衡探测器114差分信号和第二平衡探测器118差分信号通过数据传输线传递给信号处理模块401，信号处理模块401通过差分信号频率分别得到第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204处的共振信号频率，解算得到第一原子气室模块201、第二原子气室模块202、第三原子气室模块203、第四原子气室模块204处的磁场强度。
应用本发明的技术方案，效果是：
本发明提出一种基于涡旋波片的多通道原子磁场测量装置，利用线偏振光束经过涡旋波片后产生的径向线偏振光，对沿光束直径对称分布的一对原子气室进行空间分离的自旋极化和检测。在不增加激光光源和探测器的前提下实现了双通道的原子磁梯度测量，保持两通道的共模一致性，有效提高磁场测量的抗干扰能力和磁异常测量灵敏度；通过合理分布原子气室对的轴线方向，可以方便进行磁探测通道数扩展，且新通道相对独立，引入的光学元件不会对已有测量通道产生附加噪声源；本发明采用交流电同时控制原子气室附近的温度和激励磁场，将温度和磁场控制模块合二为一，有效简化原子磁力探测装置结构，减少噪声来源和系统功耗；本发明结构简单，操作方便，可用于不同类型的原子气室，可移植性强，适于实用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多通道原子磁场测量装置，其特征在于，包括激光发生组件、涡旋波片(107)、原子气室模组E、原子气室模组F、偏振分光镜(111)、第一检测组件、第二检测组件以及信号处理模块(401)；
所述激光发生组件用于发射主光束，主光束供后续原子极化和自旋探测使用；
所述涡旋波片(107)设置在主光束的光路上，使得透过涡旋波片的光束为径向线偏振光；
所述偏振分光镜(111)用于将经过原子气室模组E的工作光束分为第一探测光束C和第二探测光束D；
第一检测组件设置在第一探测光束C的光路上，用于对第一探测光束C进行检测；
第二检测组件设置在经过原子气室模组F的工作光束的光路上，用于对第二探测光束D进行检测；
所述原子气室模组E、原子气室模组F、第一检测组件以及第二检测组件均与信号处理模块(401)连接；
所述原子气室模组E包括第一原子气室模块(201)和第二原子气室模块(202)，所述原子气室模组F包括第三原子气室模块(203)和第四原子气室模块(204)，第一原子气室模块(201)和第二原子气室模块(202)沿第二探测光束D轴线方向对称分布且位于同一光束横截面，第三原子气室模块(203)和第四原子气室模块(204)沿第二探测光束D轴线方向对称分布且位于同一光束横截面，第一原子气室模块和第二原子气室模块中轴线与第三原子气室模块和第四原子气室模块中轴线垂直，且第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块、第四原子气室模块沿第二探测光束D轴线方向上的投影不重叠。
2.根据权利要求1所述的多通道原子磁场测量装置，其特征在于，所述激光发生组件包括激光器控制器(101)、激光器(102)、分束镜(103)、第一反射镜(104)、第二反射镜(105)以及第一二分之一波片(106)；所述激光器(102)用于发射线偏振激光；分束镜(103)用于将激光器(102)发射的线偏振激光分为参考光束A和工作光束B；激光器控制器(101)设置在参考光束A的光路上且与激光器(102)连接，用于稳定激光器的光功率和频率；第一反射镜(104)、第二反射镜(105)以及第一二分之一波片(106)顺次设置在工作光束B的光路上，所述第一反射镜(104)和第二反射镜(105)用于调整工作光束B的行进方向，所述第一二分之一波片(106)用于调整工作光束B与涡旋波片(107)0°快轴之间的夹角。
3.根据权利要求2所述的多通道原子磁场测量装置，其特征在于，所述涡旋波片(107)和所述原子气室模组E之间顺次设有扩束镜(108)和第一四分之一波片(109)，所述扩束镜(108)用于调整经过涡旋波片(107)的激光光束的光斑尺寸，所述第一四分之一波片(109)用于将入射到原子气室模组E的激光调整为长轴沿径向的椭圆偏振激光。
4.根据权利要求3所述的多通道原子磁场测量装置，其特征在于，还包括第二二分之一波片(110)和第二四分之一波片(115)，所述偏振分光镜(111)位于第二二分之一波片(110)和第二四分之一波片(115)之间，所述第二二分之一波片(110)和偏振分光镜(111)用于将经过原子气室模组E的工作光束分为第一探测光束C和入射到原子气室模组F的第二探测光束D，所述第二四分之一波片(115)用于将第二探测光束D调整为长轴沿径向的椭圆偏振激光。
5.根据权利要求4所述的多通道原子磁场测量装置，其特征在于，所述第一检测组件和第二检测组件均包括顺次设置的聚焦透镜、检偏器以及平衡探测器；
所述第一检测组件中：聚焦透镜用于使第一探测光束C在平衡探测器处聚焦，检偏器用于将第一探测光束C由椭圆偏振激光变为线偏振激光，平衡探测器用于将第一探测光束C的光信号转化为电信号；
所述第二检测组件中：聚焦透镜用于使第二探测光束D在平衡探测器处聚焦，检偏器用于将第二探测光束D由椭圆偏振激光变为线偏振激光，平衡探测器用于将第二探测光束D的光信号转化为电信号。
6.根据权利要求5所述的多通道原子磁场测量装置，其特征在于，还包括温度磁场控制模组，温度磁场控制模组包括第一温度磁场控制模块(301)、第二温度磁场控制模块(302)、第三温度磁场控制模块(303)以及第四温度磁场控制模块(304)；所述信号处理模块与第一温度磁场控制模块、第二温度磁场控制模块、第三温度磁场控制模块以及第四温度磁场控制模块通过数据传输线连接，分别控制第一温度磁场控制模块、第二温度磁场控制模块、第三温度磁场控制模块、第四温度磁场控制模块的驱动电流频率和幅值；所述第一温度磁场控制模块、第二温度磁场控制模块、第三温度磁场控制模块和第四温度磁场控制模块分别产生第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块和第四原子气室模块的驱动电流。
7.根据权利要求6所述的多通道原子磁场测量装置，其特征在于，所述第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块以及第四原子气室模块均包含原子气室、双绞螺线管和温度探测器；所述第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块及第四原子气室模块中原子气室形状和大小相同，内部充有碱金属原子、缓冲气体以及淬火气体；所述双绞螺线管通有交流电，同时实现温度控制和产生激励磁场；所述温度探测器用于探测原子气室附近的温度；所述第一温度磁场控制模块、第二温度磁场控制模块、第三温度磁场控制模块和第四温度磁场控制模块分别产生第一原子气室模块、第二原子气室模块、第三原子气室模块和第四原子气室模块中双绞螺线管的驱动电流。
8.根据权利要求2所述的多通道原子磁场测量装置，其特征在于，所述第一反射镜和第二反射镜方向可调，用于控制后续光束的传播方向。
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