[发明专利]一种动态模式转换原子磁场探测装置

权利要求书

1.一种动态模式转换原子磁场测量装置，其特征在于，包括泵浦光束产生组件、探测光束产生组件、液晶可变波片(108)、原子气室(301)、辅助磁场产生组件以及探测光束检验组件；

所述泵浦光束产生组件用于产生泵浦激光，泵浦激光用于极化原子气室中的碱金属原子介质；

所述探测光束产生组件用于产生探测激光，所述探测激光经过原子气室中的碱金属原子介质实现磁场信号探测；

所述液晶可变波片设置在泵浦激光的光路上，且液晶可变波片设置在泵浦光束产生组件和原子气室之间，用于动态切换通过其的泵浦激光的偏振状态；

所述辅助磁场产生组件与原子气室对应设置，用于产生原子磁场探测装置所需补偿磁场和激励磁场；

所述探测光束检验组件包括用于检测经过原子气室后的探测激光的偏振方向的变化的检验模块以及与所述检验模块连接的数据处理模块；所述辅助磁场产生组件和液晶可变波片均与数据处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的动态模式转换原子磁场测量装置，其特征在于，所述液晶可变波片(108)具有双折射性，对透射光位相产生延迟量，能改变透射光的偏振状态。

3.根据权利要求1所述的动态模式转换原子磁场测量装置，其特征在于，所述泵浦光束产生组件包括泵浦激光控制器(101)、泵浦激光器(102)、第一分束镜(103)、反射镜(104)、第一扩束镜(105)、第一二分之一波片(106)以及第一起偏器(107)，泵浦激光器(102)用于发射泵浦激光；第一分束镜(103)设置在泵浦激光的光路上，用于将泵浦激光分为泵浦光参考光束(1A)和泵浦光主光束(1B)；所述泵浦激光控制器(101)设置在泵浦光参考光束(1A)的光路上且与泵浦激光器(102)连接，用于对泵浦激光的频率进行选择及锁定；反射镜(104)、第一扩束镜(105)、第一二分之一波片(106)以及第一起偏器(107)顺次设置在泵浦光主光束(1B)的光路上。

4.根据权利要求1所述的动态模式转换原子磁场测量装置，其特征在于，所述探测光束产生组件包括探测激光控制器(201)、探测激光器(202)、第二分束镜(203)、第二扩束镜(204)、第二二分之一波片(205)以及第二起偏器(206)，探测激光器(202)用于发射探测激光；第二分束镜(203)设置在探测激光的光路上，用于将探测激光分为探测参考光束(2A)和探测主光束(2B)；所述探测激光控制器(201)设置在探测参考光束(2A)的光路上且与探测激光器(202)连接，用于对探测激光的频率进行选择及锁定；第二扩束镜(204)、第二二分之一波片(205)以及第二起偏器(206)顺次设置在探测主光束(2B)的光路上。

5.根据权利要求1所述的动态模式转换原子磁场测量装置，其特征在于，所述原子气室(301)为密闭的通光气室，原子气室的内部充有碱金属原子和缓冲气体。

6.根据权利要求1所述的动态模式转换原子磁场测量装置，其特征在于，所述辅助磁场产生组件包括三维亥姆霍兹线圈(401)、磁场驱动模块(4.2)和液晶可变波片驱动模块(4.3)，所述数据处理模块包括数据输入输出模块(501)和信号处理模块(502)，所述三维亥姆霍兹线圈(401)设置在原子气室(301)的外周围，所述信号处理模块(502)的输入端通过数据输入输出模块(501)的输入端与检验模块的输出端，所述信号处理模块(502)的输出端通过数据输入输出模块(501)的输出端分别与磁场驱动模块(402)的输入端以及液晶可变波片驱动模块(403)的输入端连接；所述磁场驱动模块(402)的输出端与三维亥姆霍兹线圈(401)的输入端相连，用于提供三维亥姆霍兹线圈(401)的驱动电流；所述液晶可变波片驱动模块(403)的输出端与液晶可变波片(108)的输入端相连，用于产生液晶可变波片(108)的驱动电压。