[发明专利]核磁共振陀螺中抑制碱金属原子极化磁场影响的有效方法

权利要求书

1.核磁共振陀螺中抑制碱金属原子极化磁场影响的有效方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、利用NMRG内嵌碱金属磁力仪测量碱金属原子感受到的纵向磁场强度，包括外磁场与稀有气体原子核磁矩磁场；

(2)、联合测得的碱金属原子与两种稀有气体原子感受到的纵向磁场，建立碱金属原子与稀有气体原子磁场强度模型，获得碱金属原子感受到的纵向磁场对NMRG双同位素差动频率影响的理论公式；

(3)、利用理论公式，从NMRG原有差动频率信号中减除碱金属原子极化磁场的影响，从而达到提高陀螺性能的目的；

所述的步骤(1)在NMRG中利用其原有x方向磁场线圈，施加一与稀有气体共振频率有显著差别的频率幅度固定的标准振荡磁场，通过法拉第旋光效应获得的内嵌碱金属⁸⁷Rb磁力仪的零阶信号满足：

其中B₁表示施加标准信号幅度，ω₁表示施加标准信号频率，τ₂表示碱金属原子横向弛豫时间，γ^Rb表示碱金属原子旋磁比，M₀表示碱金属原子平衡磁矩，B₀表示纵向主磁场，B_c表示纵向载波磁场，ω_c表示载波磁场频率，J_n表示贝塞尔函数；NMRG内嵌碱金属磁力仪测得x方向标准磁场幅度同载波频率与碱金属原子感受到的纵向磁场共振频率之差有关dω_c＝ω_c+γ^RbB₀，且与标准信号自身的频率无关：

调节载波频率ω_c，当满足ω_c+γ^RbB₀＝0时可测得最小的标准信号幅值，也即是此时测得了碱金属原子感受到的纵向磁场强度B₀＝-ω_c/γ^Rb；

所述的步骤(2)联合测得的碱金属原子与两种稀有气体原子²⁹Xe和¹³¹Xe感受到的纵向磁场，建立碱金属原子与稀有气体原子磁场强度模型：

其中γ_Xe129、γ_Xe131为两种稀有气体原子的旋磁比，ω₁₂₉、ω₁₃₁为两种稀有气体的闭环共振频率，ω_r为系统转动角速度，B_Rb为碱金属原子极化磁场；B_129/Rb＝k_129/Rb·B_Rb与B_131/Rb＝k_131/Rb·B_Rb表示在一定范围内，由于自旋交换作用碱金属原子感受到的稀有气体原子磁场与碱金属原子磁场成比例；同理B_Rb/129＝k_Rb/129·B_Rb与B_Rb/131＝k_Rb/131·B_Rb表示稀有气体原子感受到的碱金属原子极化磁场也与碱金属原子磁场成比例，但比例系数不同；B_131/129＝k_131/129·B_Rb与B_129/131＝k_129/131·B_Rb表示两种稀有气体原子感受到对方的磁场作用，上式求解可得：

其中

于是可知，要从NMRG输出差动信号中减除碱金属原子极化磁场的影响，首先需将测得的三个频率信号进行线性组合[ω_c(γ_Xe129+γ_Xe131)-γ_Rb(ω₁₂₉+ω₁₃₁)]，再乘以比例系数最后添加到原始的陀螺差动信号中。