[发明专利]一种小型双光束双通道的原子磁强计系统

说明书

一种小型双光束双通道的原子磁强计系统，通过在具有抽运光束输入接口和检测光束输入接口的双轴双通道表头内设置第一组合偏振分光棱镜和第二组合偏振分光棱镜，所述第一组合偏振分光棱镜将抽运光束分束为第一抽运光束和第二抽运光束以分别作用于第一碱金属气室和第二碱金属气室，所述第二组合偏振分光棱镜将检测光束分束为第一检测光束和第二检测光束以分别照射第一碱金属气室和第二碱金属气室，利用双光束实现抽运检测分离，引入分束模块、差分检测，可同时获得高精度双通道磁场信息，具有灵敏度高、集成度高、检测效率高的特点，有利于形成高精度、高密度磁强计阵列，服务于脑磁、心磁测量等领域。

技术领域

本发明属于磁强计技术领域，具体涉及一种双光束双通道原子磁强计，通过在具有抽运光束输入接口和检测光束输入接口的双轴双通道表头内设置第一组合偏振分光棱镜和第二组合偏振分光棱镜，所述第一组合偏振分光棱镜将抽运光束分束为第一抽运光束和第二抽运光束以分别作用于第一碱金属气室和第二碱金属气室，所述第二组合偏振分光棱镜将检测光束分束为第一检测光束和第二检测光束以分别照射第一碱金属气室和第二碱金属气室，利用双光束实现抽运检测分离，引入分束模块、差分检测，可同时获得高精度双通道磁场信息，具有灵敏度高、集成度高、检测效率高的特点，有利于形成高精度、高密度磁强计阵列，服务于脑磁、心磁测量等领域。

背景技术

对磁场信息的应用广泛存在于现代科学技术和人类生活中，精确的磁场测量能够帮助我们更好的理解这个世界，尤其是高精度弱磁场测量在生物磁场检测、地磁探测、深空磁探测、磁异常探潜等领域有广泛应用。极弱磁场测量的能力依赖于磁传感器的技术水平，因此超高灵敏度磁强计的发展与国家综合实力提升和人民生命健康息息相关。随着量子精密测量技术的不断发展，出现了基于无自旋交换弛豫(Spin-Exchange Relaxation FreeRegime,SERF)原子磁强计，其具有极高的理论灵敏度，然而目前单光束SERF原子磁强计的磁场测量灵敏度接近极限，难以大幅提升，且测量效率低，而双光束原子磁强计虽然能够提高精度，但无法避免的会大幅增加体积，降低磁强计阵列的密度。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种双光束双通道原子磁强计，通过在具有抽运光束输入接口和检测光束输入接口的双轴双通道表头内设置第一组合偏振分光棱镜和第二组合偏振分光棱镜，所述第一组合偏振分光棱镜将抽运光束分束为第一抽运光束和第二抽运光束以分别作用于第一碱金属气室和第二碱金属气室，所述第二组合偏振分光棱镜将检测光束分束为第一检测光束和第二检测光束以分别照射第一碱金属气室和第二碱金属气室，利用双光束实现抽运检测分离，引入分束模块、差分检测，可同时获得高精度双通道磁场信息，具有灵敏度高、集成度高、检测效率高的特点，有利于形成高精度、高密度磁强计阵列，服务于脑磁、心磁测量等领域。

本发明的技术解决方案如下：

一种双光束双通道原子磁强计，其特征在于，包括双轴双通道表头，所述双轴双通道表头具有抽运光束输入接口和检测光束输入接口，所述双轴双通道表头的内腔设置有第一组合偏振分光棱镜和第二组合偏振分光棱镜，所述第一组合偏振分光棱镜与所述抽运光束输入接口位置对应，所述第二组合偏振分光棱镜与所述检测光束输入接口位置对应，所述第一组合偏振分光棱镜将抽运光束分束为第一抽运光束和第二抽运光束，所述第一抽运光束用于抽运第一碱金属气室中的原子，所述第二抽运光束用于抽运第二碱金属气室中的原子，所述第二组合偏振分光棱镜将检测光束分束为第一检测光束和第二检测光束，所述第一检测光束用于照射所述第一碱金属气室，所述第二检测光束用于照射所述第二碱金属气室。

所述第二组合偏振分光棱镜包括第四偏振分光棱镜，所述第四偏振分光棱镜的x轴向输入侧连接所述检测光束输入接口，x轴向透射侧设置有第四λ/4波片，所述第四λ/4波片的外表面设置有第二反射膜，z轴负向反射侧设置有第一组合三角棱镜，所述第一组合三角棱镜沿y轴负向将所述第一检测光束通过所述第一碱金属气室传输给第一偏振分光棱镜，所述第四偏振分光棱镜的z轴正向反射侧设置有第二组合三角棱镜，所述第二组合三角棱镜沿y轴负向将所述第二检测光束通过所述第二碱金属气室传输给第二偏振分光棱镜。