[发明专利]一种基于圆偏振探测光的原子自旋进动检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于圆偏振探测光的原子自旋进动检测方法及装置，本方法基于原子气室极化原子的旋光特性，采用双折射光路形成左右圆偏振光，将左右旋圆偏光入射到原子气室，通过气室的左右旋圆偏振光间产生正比于原子自旋进动的相位差，用反射镜使出射圆偏振光原路返回，两圆偏振左右旋向交换，相位差加倍，用圆偏振光干涉技术使左右旋圆偏振光发生干涉，实现相位差测量、实现原子自旋进动的高灵敏度检测。本发明设计了基于保偏光纤的反射式光纤圆偏光干涉仪装置，实现原子自旋进动检测。本发明实现原子自旋进动检测，精度和灵敏度高，抗干扰能力强，体积小。为基于原子自旋进动测量的原子自旋传感器提供了超高灵敏、超高精度的实用检测方法和装置。

主权项

一种基于圆偏振探测光的原子自旋进动检测方法，其特征在于：该方法利用基于圆偏振探测光的原子自旋进动检测装置，该装置由光电模块(2)、保偏光纤光缆(3)和原子传感模块(4)组成，光电模块(2)和原子传感模块(4)通过保偏光纤光缆(3)连接；光电模块(2)由光源(21)、光纤分/合光器(22)、光纤起偏器(23)、相位调制器(24)、探测器(25)和信号检测电路(26)组成，信号检测电路(26)与信号出端(27)连接，光源(21)、光纤分/合光器(22)、光纤起偏器(23)、探测器(25)间通过单模或保偏光纤连接、光纤起偏器(23)与相位调制器(24)通过保偏光纤在p点熔接，在p点，熔接的两段保偏光纤偏振轴交叉连接；信号检测电路(26)输出调制信号给相位调制器(24)，接收探测器(25)输出的光电信号，通过相关检测，输出与原子进动成正比例的电信号；原子传感模块(4)由扩束镜(41)、λ/4波片(42)、原子气室(43)、反射镜(44)和磁屏蔽腔(45)组成，扩束镜(41)将保偏光纤光缆(3)输出的相互垂直振动的线偏振光扩束成平行光束，经λ/4波片(42)后转换为旋向相反的左、右旋圆偏振光，通过原子气室(43)、经反射镜(44)原路返回，通过原子气室(43)、λ/4波片(42)、扩束镜(41)后，转换为线偏振光，注入保偏光纤光缆(3)；该方法采用双折射光路形成左右圆偏振光，将左右旋圆偏振光入射到原子汽室，由于原子汽室内极化原子具有旋光特性，通过汽室的左右旋圆偏振光间产生正比于原子自旋进动的相位差，用反射镜使出射圆偏振光原路返回，两圆偏振左右旋向交换，相位差加倍，用圆偏振光干涉技术使左右旋圆偏振光发生干涉，通过相位差测量实现原子自旋进动的高灵敏度检测。