[发明专利]一种新型的光泵磁力仪精度自检测方法

摘要

本发明公开一种新型的光泵磁力仪精度自检测方法。该方法是恒温下将弱磁场探头置于待测磁场中；调节激光器控制电路，保持激光波长稳定，且保持激光波长与碱金属原子基态能级共振；将偏振片、四分之一波片垂直于激光光束方向；调节四分之一波片光轴与激光偏振的角度，使激光的偏振变为左旋圆偏振或右旋圆偏振；射频线圈产生与激光光束方向平行的射频场；光电转换器件对左旋圆偏振激光或右旋圆偏振激光探测，将探测到的光强值经数据采集处理设备采集、信号处理，提取原子核的磁共振信息并与电子的磁共振信息进行比较，从而检测光泵磁力仪精度。本发明的优点是操作简单、只进行一次测量、对待测磁场发生装置要求低。

主权项

1.一种新型的光泵磁力仪精度自检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1).保持恒温状态下，将弱磁场探头置于待测磁场中；步骤(2).调节光泵磁力仪中的激光光源：激光光源包括半导体激光器、激光器控制电路、偏振片、四分之一波片；首先调节激光器控制电路中电流源、温度控制器，保持半导体激光器发射出的激光波长稳定，且保持半导体激光器发射出的激光波长与弱磁场探头中碱金属原子基态能级共振；将偏振片、四分之一波片均垂直置于激光光束方向；调节四分之一波片光轴与激光偏振的角度，使得由半导体激光器发射出的激光的偏振变为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光；调节弱磁场探头的位置，使左旋圆偏振激光或右旋圆偏振激光透过弱磁场探头；步骤(3).调节光泵磁力仪中的信号探测器：信号探测器包括射频线圈、信号发生器、光电转换器件、数据采集处理设备；信号发生器输出的信号输入到射频线圈，由射频线圈产生射频场，同时输出的同步信号传递给数据采集处理设备，调节射频线圈的位置，使弱磁场探头处于射频场中且射频场的方向与激光光束方向平行；光电转换器件对透过弱磁场探头的左旋圆偏振激光或右旋圆偏振激光进行探测，得到光电转换器件探测到的光强值与信号发生器输出信号频率的关系，关系如公式(1)：其中，Y为光电转换器件探测到的光强值，X为信号发生器输出信号频率，π是圆周率，k₁和k₂为比例系数，υ₁和υ₂为两个光泵磁共振信号的半高全宽值，Δf₁和Δf₂为待测磁场发生装置漂移引起的不同碱金属原子能级的变化，f₁和f₂为由初始时待测磁场引起的碱金属原子的不同能级分裂，δf为系统误差，其关系如公式(2)、公式(3)、公式(4)：f₁‑Δf₁＝γ₁·(B₀+ΔB)   (2)；f₂‑Δf₂＝γ₂·(B₀+ΔB)   (3)；f₁＜f₂   (4)；其中，γ₁和γ₂为定值，B₀为初始时待测磁场大小，ΔB为待测磁场漂移；将光电转换器件探测到的光强值经数据采集处理设备采集、信号处理，根据公式(1),求解Y达到极值时X对应的值X₁和X₂，其关系如公式(5)、公式(6)：X₁＝f₁‑Δf₁‑δf   (5)；X₂＝f₂‑Δf₂‑δf   (6)；根据公式(2)、公式(3)、公式(5)、公式(6)，求解光泵磁力仪精度误差δB，其关系如公式(7):