[发明专利]一种冷原子芯片磁场信号检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种冷原子芯片磁场信号检测装置，其特征在于：包括水平位移驱动装置、水平位移台架、环境磁噪声屏蔽罩、冷原子芯片测试样品固定载具、冷原子芯片供电单元、原子自旋效应磁场敏感单元、原子自旋效应磁场敏感单元高度调节装置、数据处理主机；

所述的冷原子芯片测试样品固定载具用于固定冷原子芯片，环境磁噪声屏蔽罩外的冷原子芯片供电单元用于为冷原子芯片提供高精度电流；

所述的水平位移台架设置在环境磁噪声屏蔽罩内，冷原子芯片测试样品固定载具固定在水平位移台架上，环境磁噪声屏蔽罩外的水平位移驱动装置通过传动杆驱动水平位移台架产生水平位移；

所述的原子自旋效应磁场敏感单元高度调节装置用于调节原子自旋效应磁场敏感单元在环境磁噪声屏蔽罩内部的高度和角度；

所述的原子自旋效应磁场敏感单元能够基于原子自旋效应在环境磁噪声屏蔽罩内环境下进行磁场信号的高精度检测；

所述的数据处理主机用于将原子自旋效应磁场敏感单元检测到的磁场信号进行数据采集与处理，输出和显示经过数据处理单元处理的结果。

2.如权利要求1所述的一种冷原子芯片磁场信号检测装置，其特征在于：所述的原子自旋效应磁场敏感单元高度调节装置包括高度调节杆、高度调节块、锁紧机构；高度调节块设置在环境磁噪声屏蔽罩的顶部，高度调节杆由环境磁噪声屏蔽罩顶部垂直伸入其内部，高度调节杆与高度调节块螺纹连接，高度调节块与锁紧机构配合连接；所述的原子自旋效应磁场敏感单元固定设置在高度调节杆的最低端，通过高度调节杆调节原子自旋效应磁场敏感单元在环境磁噪声屏蔽罩内部的高度和角度，并利用锁紧机构锁紧定位。

3.如权利要求1所述的一种冷原子芯片磁场信号检测装置，其特征在于：所述的水平位移台架采用光敏树脂无磁材料制成。

4.如权利要求1所述的一种冷原子芯片磁场信号检测装置，其特征在于：所述的水平位移台架采用环氧树脂无磁材料制成。

5.如权利要求1所述的一种冷原子芯片磁场信号检测装置，其特征在于：所述的环境磁噪声屏蔽罩为磁噪声抑制材料制作的可打开的壳体。

6.如权利要求1所述的一种冷原子芯片磁场信号检测装置，其特征在于：所述的数据处理主机包括数据处理单元和输出显示单元，原子自旋效应磁场敏感单元通过数据线连接数据处理主机。

7.如权利要求2所述的一种冷原子芯片磁场信号检测装置，其特征在于：所述的高度调节杆为钛金属无磁材料。

8.如权利要求2所述的一种冷原子芯片磁场信号检测装置，其特征在于：所述的高度调节杆为环氧树脂无磁材料。

9.利用如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的检测装置进行冷原子芯片磁场信号检测的方法，其特征在于：

步骤(1)打开环境磁噪声屏蔽罩，取出冷原子芯片测试样品固定载具，将冷原子芯片固定在冷原子芯片测试样品固定载具上；

步骤(2)利用传输线将冷原子芯片与冷原子芯片供电单元连接，冷原子芯片测试样品固定载具固定到环境磁噪声屏蔽罩内的水平位移台架上；

步骤(3)调节原子自旋效应磁场敏感单元高度调节装置的高度调节杆的高度，通过锁紧机构锁紧，使原子自旋效应磁场敏感单元贴近冷原子芯片表面；

步骤(4)利用数据线将原子自旋效应磁场敏感单元连接数据处理主机；

步骤(5)传动杆穿过环境磁噪声屏蔽罩侧壁的开孔，将水平位移台架与水平位移驱动装置通过传动杆连接；

步骤(6)开启冷原子芯片供电单元，为冷原子芯片供电，利用原子自旋效应磁场敏感单元检测冷原子芯片产生的磁场信号；

步骤(7)启动平位移驱动装置，利用水平位移台架使冷原子芯片产生水平位移，扫描整个冷原子芯片表面磁场信号；

步骤(8)将检测磁场信号输出到数据处理主机，经过数据处理后获得冷原子芯片磁场信号检测结果，并基于检测结果定位冷原子芯片产生磁势阱中心。