[发明专利]一种基于光虚拟磁场技术的原子磁力仪探头

权利要求书

1.一种基于光虚拟磁场技术的原子磁力仪探头，其特征在于，包括：第一激光器、第一1/2波片、第一偏振分束棱镜、第一1/4波片、原子气室、第一光电探测器、第二激光器、第二1/2波片、第二偏振分束棱镜、第二1/4波片、半透半反镜、第二光电探测器、鉴频模块和PID反馈电路；

第一激光器射出的探测光通过第一1/2波片透射至第一偏振分束棱镜，第一偏振分束棱镜将探测光分为两束探测光，一束探测光通过第一1/4波片透射至原子气室内，另一束探测光反射至半透半反镜；

第二激光器射出的虚拟磁场控制光通过第二1/2波片透射至第二偏振分束棱镜，第二偏振分束棱镜将虚拟磁场控制光分为两束虚拟磁场控制光，一束虚拟磁场控制光通过第二1/4波片透射至原子气室内，另一束虚拟磁场控制光反射至半透半反镜；

半透半反镜将入射的探测光和虚拟磁场控制光进行叠加并反射至第二光电探测器的光敏面上，第二光电探测器将接收的光信号转变为电信号，第二光电探测器的电信号输出端与鉴频模块的电信号输入端相连，鉴频模块的鉴频信号输出端与PID反馈电路的鉴频信号输入端相连，PID反馈电路的反馈信号输出端与第二激光器的反馈信号输入端相连；第二激光器根据反馈信号射出虚拟磁场控制光，所述虚拟磁场控制光的激光频率锁定在距离铯原子光谱D1线共振频率失谐10GHz的频率上；

原子气室为玻璃腔体，该玻璃腔体内部填充有¹³³Cs原子，¹³³Cs原子在虚拟磁场控制光的照射下与探测光相互作用形成磁共振探测光，磁共振探测光入射至第一光电探测器的光敏面上。

2.根据权利要求1所述的一种基于光虚拟磁场技术的原子磁力仪探头，其特征在于，第一激光器和第二激光器均为VCSEL半导体激光器，第一激光器和第二激光器出射光的波长均为894nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于光虚拟磁场技术的原子磁力仪探头，其特征在于，第一光电探测器和第二光电探测器的型号均为GT101，第一光电探测器输出的电信号为磁共振电信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于光虚拟磁场技术的原子磁力仪探头，其特征在于，第一1/2波片透射的光为偏振状态探测光，第二1/2波片透射的光为偏振状态虚拟磁场控制光。

5.根据权利要求1所述的一种基于光虚拟磁场技术的原子磁力仪探头，其特征在于，第一1/4波片透射的光为圆偏振探测光，第二1/4波片透射的光为圆偏振虚拟磁场控制光。

6.根据权利要求1所述的一种基于光虚拟磁场技术的原子磁力仪探头，其特征在于，原子磁力仪探头的封装材料包括聚四氟乙烯、陶瓷和ABS塑料，封装材料均为无磁性材料。