[发明专利]一种光纤式原子磁力仪探头及其调节方法

权利要求书

1.一种光纤式原子磁力仪探头，其特征在于包括激光光源(1)、原子传感系统(2)、探测系统(3)；激光光源(1)、原子传感系统(2)、探测系统(3)依次通过激光光路连接；

所述的激光光源(1)包括半导体激光器(4)、光隔离器(5)、二分之一波片(6)、第一光纤耦合器(7)、单模光纤(8)、第一准直透镜(9)；半导体激光器(4)发射出激光，激光依次透过光隔离器(5)、二分之一波片(6)后，由第一光纤耦合器(7)进入单模光纤(8)并从第一准直透镜(9)出射；

所述的原子传感系统(2)包括侧向位移分光棱镜(10)、第一四分之一波片(11)、第二四分之一波片(12)、第一凸透镜(13)、原子气室(14)、第二凸透镜(15)、第三四分之一波片(16)；第一四分之一波片(11)与第二四分之一波片(12)的光轴垂直；第一准直透镜(9)出射的激光透过侧向位移分光棱镜(10)后分为偏振相互垂直且传播方向平行的两束线偏振光，即第一透射光(17)与第二透射光(18)；第一透射光(17透过第一四分之一波片(11)后转变为圆偏振光，第二透射光(18)透过第二四分之一波片(12)后转变为与第一透射光(17)相同偏振的圆偏振光；第一透射光(17)与第二透射光(18)同时通过第一凸透镜(13)，两者均从平行光转变为发散光，并且传播路径发生重叠，传播方向相同；原子气室(14)位于第一透射光(17)与第二透射光(18)传播路径重叠的位置；经过原子气室(14)的第一透射光(17)与第二透射光(18)同时透过第二凸透镜(15)，两者均从发散光转变为平行光，再透过第三四分之一波片(16)转变为两束偏振相同的线偏振光；

所述的探测系统(3)包括第二准直透镜(19)、多模光纤(20)、第二光纤耦合器(21)、光电探测器(22)；透过第三四分之一波片(16)的两束线偏振光透过第二准直透镜(19)进入多模光纤(20)，并从第二光纤耦合器(21)出射；从第二光纤耦合器(21)出射的激光由光电探测器(22)探测全部光强，并将光强值转变为电信号。

2.如权利要求1所述的一种光纤式原子磁力仪探头，其特征在于单模光纤(8)的一端与第一光纤耦合器(7)通过FC/APC接口相连，另一端与第一准直透镜(9)通过光胶进行胶合。

3.如权利要求1所述的一种光纤式原子磁力仪探头，其特征在于所述第一透射光(17)与第二透射光(18)的间距不大于2cm。

4.如权利要求1所述的一种光纤式原子磁力仪探头，其特征在于所述原子气室(14)内部设有碱金属原子与缓冲气体。

5.如权利要求4所述的一种光纤式原子磁力仪探头，其特征在于所述原子气室(14)采用包含碱金属饱和蒸汽及缓冲气体的玻璃泡。

6.如权利要求1所述的一种光纤式原子磁力仪探头，其特征在于多模光纤(20)的一端与第二准直透镜(19)通过光胶胶合，另一端与第二光纤耦合器(21)通过FC/APC接口相连。

7.如权利要求1所述的一种光纤式原子磁力仪探头，其特征在于调节第一凸透镜(13)的位置，使得第一透射光(17)与第二透射光(18)传播路径的重叠部分覆盖整个原子气室。