[发明专利]基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置

权利要求书

1.一种基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，包括柔性头戴结构(1)、原子磁力计探针(2)、信号传输线层(3)、信号总线(4)、分析控制部件(5)，其特征在于：所述信号传输线层(3)、信号总线(4)、分析控制部件(5)均设置在柔性头戴结构(1)外侧；所述原子磁力计探针(2)构成阵列设置在柔性头戴结构(1)中，并且每个原子磁力计探针(2)的磁场探测头朝向柔性头戴结构(1)内测，所述原子磁力计探针(2)构成阵列通过信号传输线层(3)与信号总线(4)连接，信号总线(4)与分析控制部件(5)连接，信号总线(4)将所接收数据传输给分析控制部件(5)；所述原子磁力计探针(2)采用光泵浦光检测碱金属原子气体，结合矢量光场与物质相互作用来发挥漩涡光场特性，形成面检测的基于量子效应的矢量漩涡光束原子磁力计探针，通过原子磁力计探针阵列检测脑磁场的不同区域磁场，每个原子磁力计探针（2）检测本区域磁场空间分布，通过漩涡光场奇点进行相对坐标定位，通过矢量光场构建非均匀局域偏振态分布探测光束，进行高分辨率磁场空间分布检测，脑磁场信息通过分析控制部件（5）进行总体信息拼接与融合，得到所需脑磁场分布及信息。

2.根据权利要求1所述的基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，其特征在于：所述基于量子效应的矢量漩涡光束原子磁力计探针包括碱金属原子气体室(201)、泵浦光源(202)、主分光镜(203)、矢量漩涡光场光源(204)、探测分光镜(205)、偏振分光镜(206)、第一面阵光电探测器(207)、第二面阵光电探测器(208)、原子磁力计信号处理部件(209)；碱金属原子气体室(201)作为磁场探测头，碱金属原子气体室(201)的探测前端设置有宽光谱反射层；泵浦光源(202)出射宽尺寸圆偏振光束经过主分光镜(203)，投射的泵浦光场从碱金属原子气体室(201)后端入射，对碱金属原子气体实现极化；矢量漩涡光场光源(204)出射矢量漩涡光场，矢量漩涡光场光源(204)出射光场经过主分光镜(203)反射，与泵浦光源(202)出射的泵浦光场同光路，在矢量漩涡光场光源(204)和主分光镜(203)设置有探测分光镜(205)，矢量漩涡光场光源(204)出射矢量漩涡光场经过碱金属原子气体室(201)的探测前端反射后，依次经过主分光镜(203)和探测分光镜(205)的反射偏离矢量漩涡光场光源(204)出射光路方向射出；在探测分光镜(205)反射的偏离矢量漩涡光场光路上设置有偏振分光镜(206)和第一面阵光电探测器(207)，被探测分光镜(205)的反射偏离矢量漩涡光场经过偏振分光镜(206)，偏振分光镜(206)透射光场照射在第一面阵光电探测器(207)，被偏振分光镜(206)反射光场照射在第二面阵光电探测器(208)，第一面阵光电探测器(207)和第二面阵光电探测器(208)均与原子磁力计信号处理部件(209)相连接，原子磁力计信号处理部件(209)作为原子磁力计探针(2)信号输出部件与信号传输线层(3)连接。

3.根据权利要求2所述的基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，其特征在于：所述的碱金属原子气体室（201）中碱金属为钠、钾、铷、铯的任一种。

4.根据权利要求2所述的基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，其特征在于：所述的矢量漩涡光场光源（204）为外腔式矢量漩涡光场激光器或有源腔矢量漩涡光场激光器。

5.根据权利要求2所述的基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，其特征在于：所述的主分光镜（203）为光谱分光镜，对泵浦光源202出射光的透过率高于92%，对矢量漩涡光场光源（204）出射光的反射率高于95%。

6.根据权利要求2所述的基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，其特征在于：所述的第一面阵光电探测器（207）和第二面阵光电探测器208的面阵光电探测器光场入射窗口处设置有光场波前相位调制层或光场偏振态调制层。

7.根据权利要求2所述的基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，其特征在于：所述的第一面阵光电探测器（207）和第二面阵光电探测器208的面阵光电探测器为电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体电传感器。

8.根据权利要求2所述的基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，其特征在于：所述的原子磁力计信号处理部件(209)为计算机、单片机、数字信号处理器中的任一种。