一種光泵測(cè)磁裝置的探測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光泵測(cè)磁裝置的探測(cè)方法，包括如下步驟：高頻功率發(fā)生器經(jīng)過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生高頻電壓，通過(guò)激發(fā)光源激勵(lì)光泵燈和吸收腔進(jìn)行工作；所述光泵燈發(fā)出光泵浦源，將所述光泵浦源經(jīng)過(guò)第一凸透鏡后生成平行光；所述平行光經(jīng)過(guò)紅外啟偏器生成偏振光；將所述偏振光經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)片生成偏振光；所述偏振光進(jìn)入吸收腔，再經(jīng)過(guò)第二凸透鏡與紅外濾光片聚焦在光敏傳感器上。本發(fā)明提出的一種基于光泵測(cè)磁器的探測(cè)方法，通過(guò)光敏傳感器上的電流變化實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目標(biāo)磁場(chǎng)的目的，快速、連續(xù)測(cè)定所述特定頻率得出外磁場(chǎng)值，該方法具有高效探測(cè)的能力，可以探測(cè)極微弱的信號(hào)，能夠滿足軍事國(guó)防及地質(zhì)勘查等高精度測(cè)磁的需要。
【專利說(shuō)明】一種光泵測(cè)磁裝置的探測(cè)方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種基于光泵測(cè)磁器的探測(cè)方法，具體涉及能夠滿足軍事國(guó)防及地質(zhì)勘查等高精度測(cè)磁的需求的光泵測(cè)磁。
【背景技術(shù)】
[0003]光泵磁力儀(optical-pumping magnetometer)是根據(jù)光泵作用原理制作成的磁力儀，以原子能級(jí)在磁場(chǎng)中的塞曼效應(yīng)為基礎(chǔ)，利用光泵作用實(shí)現(xiàn)原子的光學(xué)取向，通過(guò)光學(xué)檢測(cè)磁共振的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)磁場(chǎng)的測(cè)量。
[0004]光泵磁力儀可以測(cè)定總磁場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)值，沒有零點(diǎn)掉格及溫度影響，工作時(shí)不需準(zhǔn)確定向，適于在運(yùn)動(dòng)條件下進(jìn)行高精度快速連續(xù)測(cè)量，如航空磁測(cè)和海洋磁測(cè)等。
[0005]目前，光泵磁力儀主要應(yīng)用于地球物理研究、油氣和礦產(chǎn)勘查查等各個(gè)領(lǐng)域，但光泵磁力儀的升級(jí)改造較為緩慢，儀器體積大、重量大，性能較軍事國(guó)防及地質(zhì)勘查等高精度測(cè)磁需求的先進(jìn)數(shù)字化儀器還有不小的差距，需要加強(qiáng)先進(jìn)的光泵測(cè)磁裝置及測(cè)磁方法的研究。
[0006]隨著相關(guān)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的光泵磁力方法已逐漸無(wú)法滿足現(xiàn)有軍事國(guó)防及地質(zhì)勘查等高精度測(cè)磁的要求，單一的光泵磁力儀及其探測(cè)方法的探測(cè)范圍有限，需要保證快速、連續(xù)測(cè)磁的情況下，增大探測(cè)的范圍，提高磁力探測(cè)的靈敏度，用于探測(cè)極微弱的信號(hào)。
[0007]目前沒有發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)有同`本發(fā)明類似技術(shù)的說(shuō)明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提出的一種基于光泵測(cè)磁裝置的探測(cè)方法，通過(guò)在特定頻率的交變電磁場(chǎng)的作用，產(chǎn)生共振吸收作用，打亂原子排列情況，保證快速、連續(xù)測(cè)定所述特定頻率得出外磁場(chǎng)值。
[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:所述基于光泵測(cè)磁器的探測(cè)方法，包括如下步驟:
步驟1:高頻功率發(fā)生器經(jīng)過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生高頻電壓，通過(guò)激發(fā)光源激勵(lì)光泵燈和吸收腔進(jìn)行工作；
步驟2:所述光泵燈發(fā)出光泵浦源，將所述光泵浦源經(jīng)過(guò)第一凸透鏡后生成平行光； 步驟3:所述平行光經(jīng)過(guò)紅外啟偏器生成偏振光；
步驟4:將所述偏振光經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)片生成偏振光；
步驟5:所述偏振光進(jìn)入吸收腔，再經(jīng)過(guò)第二凸透鏡與紅外濾光片聚焦在光敏傳感器上。[0010]進(jìn)一步，所述高頻功率發(fā)生器經(jīng)過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的高頻電壓為3?8W，頻率為6?12Hz。
[0011]進(jìn)一步，所述光泵燈發(fā)出光泵浦源為氦(He3)。
[0012]進(jìn)一步，所述光泵燈發(fā)出光泵浦源為激光。
[0013]作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述激光經(jīng)過(guò)聲光調(diào)制器調(diào)制集中在光纖后，在經(jīng)過(guò)第一凸透鏡。
[0014]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提出的一種基于光泵測(cè)磁器的探測(cè)方法，通過(guò)光敏傳感器上的電流變化實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目標(biāo)磁場(chǎng)的目的，快速、連續(xù)測(cè)定所述特定頻率得出外磁場(chǎng)值，該方法具有高效探測(cè)的能力，可以探測(cè)極微弱的信號(hào)，能夠滿足軍事國(guó)防及地質(zhì)勘查等高精度測(cè)磁的需要。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]圖1是光泵測(cè)磁裝置結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是光泵探頭水平投影結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是光泵測(cè)磁裝置的探測(cè)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明的光泵測(cè)磁裝置的探測(cè)方法，其可用的光泵測(cè)磁裝置如圖1所示，包括第一光泵探頭11、第二光泵探頭12、第三光泵探頭13 ；
所述第一光泵探頭11、第二光泵探頭12、第三光泵探頭13的具體結(jié)構(gòu)見圖2，分別包括高頻功率發(fā)生器7、氦(He3)光泵燈9、吸收腔4、激勵(lì)線圈8、波長(zhǎng)片3、啟偏器2、第一凸透鏡1、第二凸透鏡5、濾光片6，所述第一凸透鏡1、啟偏器2、波長(zhǎng)片3、吸收腔4、第二凸透鏡5、濾光片6依次成水平排列，且中軸軸心重合，形成共軸結(jié)構(gòu)，第一凸透鏡1、第二凸透鏡5為錐形凸透鏡，所述激勵(lì)線圈8纏繞在吸收腔外側(cè)，在交變電磁場(chǎng)的作用下，打亂氦(He4)的排列情況；所述第一光泵探頭11、第二光泵探頭12、第三光泵探頭13采用與水平面的夾角為5?15°，在平面內(nèi)的投影互成120°。
[0018]圖3是光泵測(cè)磁裝置的探測(cè)方法的流程，包括:高頻功率發(fā)生器7經(jīng)過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生高頻電壓為3?8W，頻率為6?12Hz，通過(guò)激發(fā)光源激勵(lì)氦(He3)光泵燈9和吸收腔4進(jìn)行工作；所述氦(He3)光泵燈發(fā)出光泵浦源，將所述光泵浦源經(jīng)過(guò)第一凸透鏡I后I生成平行光；所述平行光經(jīng)過(guò)紅外啟偏器2生成偏振光；將所述偏振光經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)片3生成偏振光；所述偏振光進(jìn)入吸收腔4，再經(jīng)過(guò)第二凸透鏡5與濾光片6聚焦在光敏傳感器上10。
[0019]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，可采用調(diào)制泵浦光法提高探測(cè)方法的靈敏度，所述光泵燈9發(fā)出激光，所述激光經(jīng)過(guò)聲光調(diào)制器調(diào)制集中在光纖后，在經(jīng)過(guò)第一凸透鏡。激光的優(yōu)勢(shì)不僅在于其較好的單色性和較高的強(qiáng)度，還在于應(yīng)用激光后可以通過(guò)光調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)和檢測(cè)磁共振，以實(shí)現(xiàn)泵浦光強(qiáng)度、光偏振的調(diào)制。
[0020]本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
【權(quán)利要求】
1.一種光泵測(cè)磁裝置的探測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:高頻功率發(fā)生器經(jīng)過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生高頻電壓，通過(guò)激發(fā)光源激勵(lì)光泵燈和吸收腔進(jìn)行工作； 步驟2:所述光泵燈發(fā)出光泵浦源，將所述光泵浦源經(jīng)過(guò)第一凸透鏡后生成平行光； 步驟3:所述平行光經(jīng)過(guò)啟偏器生成偏振光； 步驟4:將所述偏振光經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)片生成偏振光； 步驟5:所述偏振光進(jìn)入吸收腔，再經(jīng)過(guò)第二凸透鏡與濾光片聚焦在光敏傳感器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)方法，其特征在于，所述高頻功率發(fā)生器經(jīng)過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的高頻電壓為3?8W，頻率為6?12Hz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)方法，其特征在于，所述光泵燈發(fā)出光泵浦源為氦(He3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)方法，其特征在于，所述光泵燈發(fā)出光泵浦源為激光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的探測(cè)方法，其特征在于，所述激光經(jīng)過(guò)聲光調(diào)制器調(diào)制集中在光纖后，在經(jīng)過(guò)第一凸透鏡。
【文檔編號(hào)】G01V3/14GK103869373SQ201210531931
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月12日
【發(fā)明者】陳友, 王海濤 申請(qǐng)人:上海精密計(jì)量測(cè)試研究所