[发明专利]一种SERF原子磁强计的电子极化率双轴原位测量系统及方法

权利要求书

1.一种SERF原子磁强计的电子极化率双轴原位测量系统，其特征在于，包括检测激光模块和抽运激光模块，在所述检测激光模块中设置将检测激光器发出的激光一分为二的第一偏振分光棱镜，其中第一束检测激光沿X轴穿越碱金属气室以测量检测轴电子极化率信息，第二束检测激光与所述抽运激光模块形成的抽运光耦合后沿Z轴穿越所述碱金属气室以测量抽运轴电子极化率信息；

所述检测激光模块包括检测激光器，所述检测激光器通过第一1/2波片连接所述第一偏振分光棱镜，所述第一偏振分光棱镜的透射束依次通过光开关、第二扩束系统、第二起偏器、光弹调制器、第二1/4波片、所述碱金属气室和检偏器连接光电探测器，所述光电探测器通过锁相放大器连接上位机；所述抽运激光模块包括抽运激光器，所述抽运激光器依次通过第一扩束系统、第一起偏器和第一1/4波片连接第一反射镜，所述第一反射镜通过第三1/2波片连接第二偏振分光棱镜，所述第二偏振分光棱镜的透射束依次通过所述碱金属气室和第四1/2波片连接第三偏振分光棱镜，所述第三偏振分光棱镜的透射束连接差分探测器的第一差分端口，所述第三偏振分光棱镜的反射束通过第三反射镜连接所述差分探测器的第二差分端口，所述差分探测器通过所述锁相放大器连接所述上位机；所述第一偏振分光棱镜的反射束依次通过第二反射镜、第三起偏器和第二1/2波片连接所述第二偏振分光棱镜以耦合到抽运光中。

2.根据权利要求1所述的SERF原子磁强计的电子极化率双轴原位测量系统，其特征在于，所述检测轴电子极化率Px通过对X轴方向旋光角θx的测量实现原位测量，所述抽运轴电子极化率Pz通过对Z轴方向旋光角θz的测量实现原位测量。

3.根据权利要求2所述的SERF原子磁强计的电子极化率双轴原位测量系统，其特征在于，采用以下计算公式：

式中N＝πr_enl，N为拟合得到的比例系数，r_e为经典电子半径，n为碱金属数密度，l为气室光程，f_D1为碱金属原子D1线振荡强度，f_D2为碱金属原子D2线振荡强度，ν为检测激光频率，ν_D1为碱金属原子D1线频率，ν_D2为碱金属原子D2线频率，V(ν-ν_D1)为碱金属原子D1线Voigt线形，V(ν-ν_D2)为碱金属原子D2线Voigt线形，Im表示取复数的虚数部分。

4.根据权利要求1所述的SERF原子磁强计的电子极化率双轴原位测量系统，其特征在于，所述碱金属气室周围自内而外依次设置有无磁电加热系统、三轴磁补偿线圈和磁屏蔽桶，所述三轴磁补偿线圈与函数发生器相连接。

5.根据权利要求1所述的SERF原子磁强计的电子极化率双轴原位测量系统，其特征在于，所述检测激光器配置有光功率计。