[发明专利]一种基于光纤电光调制器的可自由扩展测磁系统

权利要求书

1.一种基于光纤电光调制器的可自由扩展测磁系统，其特征在于该测磁系统包括：

激光光源，用于产生频率稳定的激光；

光纤电光调制器，用于接收激光，并根据频率综合器的经调制的微波调制信号，产生相干光源，光纤电光调制器通过单模保偏光纤与激光光源相连，通过高频信号线与频率综合器相连；

探测光路，用于接收相干光源，探测外部磁场对激光吸收强度产生的变化，产生相应的电压信号，探测光路通过单模保偏光纤与光纤电光调制器相连；

锁相放大器，用于接收探测光路产生的电压信号和信号源产生的正弦调制信号，将电压信号与正弦调制信号进行混频滤波，得到一个误差信号，并将该误差信号输送至伺服控制器，锁相放大器同时通过信号线与探测光路和信号源相连；

信号源，用于产生一个正弦调制信号和一个三角波扫频信号，并将正弦调制信号与三角波扫频信号发送至加法器，同时将其中的正弦调制信号发送至锁相放大器，信号源同时与锁相放大器和加法器相连；

加法器，用于接收信号源的正弦调制信号、三角波扫频信号和来自伺服控制器的反馈控制信号，并将正弦调制信号、三角波扫频信号与反馈控制信号相加，得到闭环电压信号，并将闭环电压信号发送至频率综合器，加法器通过信号线同时与信号源和频率综合器相连；

频率综合器，用于接收加法器的闭环电压信号，将闭环电压信号转换成为调制频率，并将调制频率叠加到由频率综合器本身产生的微波信号上，得到经调制的微波调制信号，频率综合器通过信号线与光纤电光调制器相连；

伺服控制器，用于接收锁相放大器的误差信号，根据误差信号产生一个反馈控制信号，并将该反馈控制信号同时发送至加法器和数据处理器，伺服控制器通过信号线同时与加法器和数据处理器相连；

数据处理器，用于接收伺服控制器的反馈控制信号，并将反馈控制信号的电压转换成待测磁场强度。

2.如权利要求1所述的测磁系统，其特征在于其中所述的探测光路包括：

光纤耦合头，用于接收来自光纤电光调制器的相干光源，并将相干光源转换为空间相干光；

半波长玻片，用于接收空间相干光，调节空间相干光的偏振面；

偏振分光镜，用于对偏振面调节后的空间相干光进行分光，得到两束线偏振光，两束线偏振光中的一束偏振光入射到碱金属气室中；

碱金属气室，用于使碱金属气室内的碱金属原子在待测磁场的影响下，对两束线偏振光中的透射的线偏振光的吸收强度产生变化；

光电探测器，用于探测碱金属原子对线偏振光的吸收强度的变化，并将透射光强度转化成电压信号，将该电压信号发送至锁相放大器；

上述光纤耦合头、半波长玻片、偏振分光镜、碱金属气室和光电探测器依次置于同一光路上。

3.如权利要求1所述的测磁系统，其特征在于其中所述的探测光路包括：

光纤耦合头，用于接收来自光纤电光调制器的相干光源，并将相干光源转换为空间相干光；

半波长玻片，用于接收空间相干光，调节空间相干光的偏振面；

偏振分光镜，用于对偏振面调节后空间相干光进行分光，得到两束线偏振光，两束线偏振光中的一束线偏振光入射到碱金属气室中，作为探测光入射到碱金属气室，另一束线偏振光入射到平面反射镜；

碱金属气室，用于使碱金属气室内的碱金属原子在待测磁场的影响下，对探测光的吸收强度产生变化，吸收强度变化后的探测光入射到平衡差分探测器；

平面反射镜，用于改变入射线偏振光的方向，将改变偏振方向的线偏振光作为参考光入射到平衡差分探测器；

平衡差分探测器，用于接收来自碱金属气室的吸收强度变化后的探测光与来自平面反射镜的参考光，并将探测光和参考光分别转化成电压信号，将两个电压信号做减法得到差分电压信号，将该差分电压信号发送至锁相放大器；

上述光纤耦合头、半波长玻片、偏振分光镜、碱金属气室、平面反光镜和平衡差分探测器通过光路相连。