[发明专利]高空间分辨率磁场检测装置及方法

权利要求书

1.一种高空间分辨率磁场检测方法，采用高空间分辨率磁场检测装置，该装置包括原子气体室(1)、偏振非均匀分布矢量光束光源(2)、光束偏转扫描器(3)、探测光源(4)、光电探测器(6)、处理分析单元(7)，所述原子气体室(1)的底层(102)和顶层(101)设置反射膜，顶层(101)上方设有光电探测器(6)，光电探测器(6)连接处理分析单元(7)，所述原子气体室(1)一侧外设有偏振非均匀分布矢量光束光源(2)、光束偏转扫描器(3)，探测光源(4)，其特征在于，其步骤为：1)偏振非均匀分布矢量光束光源(2)出射的偏振非均匀分布矢量光束经过光束偏转扫描器(3)光束传播方向发生改变，从原子气体室(1)侧面入射实现多次反射动态原子蒸气泵浦；2)探测光源(4)出射探测光束从原子气体室(1)侧面入射，在原子气体室(1)的底层(102)和顶层(101)发生多次反射，有部分探测光透射出顶层(101)发生透射形成探测光束阵列(5)；3)原子气体室(1)的顶层(101)透射的探测光束阵列(5)经过偏振分光镜阵列的分光后，被光电探测器(6)接收，光电探测器(6)将阵列信号传给信息处理分析单元(7)进行分析；4)光束偏转扫描器(3)实现偏振非均匀分布矢量光束泵浦路线扫描，重复步骤3)，信息处理分析单元(7)对数据分析空间差异性的光电分布信息，实现高空间分辨率磁场检测。

2.根据权利要求1所述的高空间分辨率磁场检测方法，其特征在于：所述原子气体室(1)采用长方体透明结构，在原子气体室(1)的底层(102)和顶层(103)设置的反射膜对偏振非均匀分布矢量光束光源(2)出射的偏振非均匀分布矢量光束反射率为97％；原子气体室(1)内测的底层(102)设置的反射膜对探测光源出射探测光束的反射率为97％，原子气体室(1)内测的顶层(101)设置的反射膜对探测光源出射探测光束的反射率值为80％-95％之间；在原子气体室(1)内测的侧壁设置有增透膜。

3.根据权利要求1所述的高空间分辨率磁场检测方法，其特征在于：所述偏振非均匀分布矢量光源(2)出射光路上设置有光束偏转扫描器(3)，光束偏转扫描器(3)为光谱分光镜振镜，对偏振非均匀分布矢量光源(2)出射光束的反射率为99％，对探测光源出射探测光束的透射率为99％。

4.根据权利要求1所述的高空间分辨率磁场检测方法，其特征在于：所述的偏振非均匀分布矢量光源(2)为径向偏振圆偏振复合激光光源或方位角偏振圆偏振复合激光光源。

5.根据权利要求1所述的高空间分辨率磁场检测方法，其特征在于：所述的光电探测器(6)为二维光电探测器，二维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。

6.根据权利要求1所述的高空间分辨率磁场检测方法，其特征在于：所述的原子气体室(1)为碱金属原子气体室。

7.根据权利要求1所述的高空间分辨率磁场检测方法，其特征在于：所述步骤2)的具体方法为：探测光源(4)出射探测光束从原子气体室(1)侧面入射，在入射在原子气体室(1)侧面之前，光路经过光束偏转扫描器(2)的光谱分光镜振镜的光谱分光镜光学作用面上；在光谱分光镜光学作用面上，偏振非均匀分布矢量光束和探测光束的入射点重叠；探测光束在原子气体室(1)的底层(102)和顶层(101)发生多次反射，每次经过原子气体室(1)的顶层(101)反射时，有部分探测光发生透射。

8.根据权利要求1所述的高空间分辨率磁场检测方法，其特征在于：所述步骤3)的具体方法为：原子气体室(1)的顶层(101)透射的探测光束阵列经过偏振分光镜阵列(5)的分光后，偏振分光镜阵列(5)为等间距设立偏振分光镜，间距与室探测光束在原子气体顶层发生透射的透射点间距一致，每个透射点透射光束被相对应的一片偏振分光镜分光，在偏振分光镜阵列(5)的每个偏振分光镜两侧形成光束；偏振分光后的所有光束被光电探测器(6)接收，光电探测器(6)将阵列信号传给信息处理分析单元(7)进行分析。