地磁环境下实现SERF原子磁强计原位磁场补偿系统及方法

    公开(公告)号:CN119511160A

    公开(公告)日:2025-02-25

    申请号:CN202411137276.4

    申请日:2024-08-19

    Abstract: 本发明公开了一种地磁环境下实现SERF原子磁强计原位磁场补偿系统及方法,属于量子精密测量技术领域。该系统包括激光器、起偏器、1/4波片、碱金属原子气室、加热炉、信号采集与处理系统和三轴磁场线圈。该方法通过在沿着激光传播方向增加一个大的偏置磁场,使地磁环境下的吸收信号曲线幅值增强,同时通过对比不同磁场下吸收信号的幅值,驱动磁强计内部三轴线圈进行多次补偿,实现了地磁环境下的磁场原位补偿,能够解决地磁环境下磁场补偿耗时长、无法原位补偿等问题。

    一种三轴SERF原子磁力仪正交二倍频调制解调系统和方法

    公开(公告)号:CN119355599A

    公开(公告)日:2025-01-24

    申请号:CN202411454530.3

    申请日:2024-10-17

    Abstract: 本发明公开了一种三轴SERF原子磁力仪正交二倍频调制解调系统和方法,该系统利用信号发生模块产生频率为fm的正余弦正交调制信号分别驱动SERF原子磁力仪X和Y轴磁场发生线圈,并产生2nfm频率的正弦信号驱动Z轴线圈,通过3组整周期积分的积分滤波器获得X轴、Y轴和Z轴磁场分量的开环磁场信号,并通过控制模块控制三轴磁场线圈的驱动电流产生补偿磁场,使X轴、Y轴和Z轴磁场分量的开环磁场信号为零,此时原子气室的磁场强度为零,控制模块输出的补偿电流即为三轴SERF原子磁力仪测量的X、Y和Z轴磁场强度信号。该系统可以直接从一束激光信号中提取出三轴磁场解算信号,并消除三轴磁场解算时的交叉耦合效应,提高SERF原子磁力仪的测量范围和正交度,具有极高的工程应用价值。

    一种基于多腔气室的多光路SERF磁力仪探头

    公开(公告)号:CN119247226A

    公开(公告)日:2025-01-03

    申请号:CN202411544103.4

    申请日:2024-10-31

    Abstract: 本发明涉及一种基于双腔气室的双光路SERF磁力仪探头,包括:双腔气室、第一圆偏振片、第一探测器、第二圆偏振片、第二探测器、加热装置、温度传感器、三轴磁场线圈、气室装夹托、气室装夹盖和主体结构。第一激光束过第一圆偏振片再经过双腔气室后到达第一探测器;第二激光束过第二圆偏振片再经过双腔气室后到达第二探测器,第一激光束和第二激光束方向垂直。本发明采用两个相互垂直的光束激励双腔气室的不同气室腔,能够实现三轴灵敏度水平相当的磁场矢量测量,同时实现磁场梯度测量的效果。本发明双腔气室可以扩展为N腔气室,腔室数量和对应光路数量同步增加,有利于获得更多的三轴磁场信息,增加的光路也有扩展其他功能的潜力。

    一种实现激光精准稳频的系统与方法

    公开(公告)号:CN119050799A

    公开(公告)日:2024-11-29

    申请号:CN202411101094.1

    申请日:2024-08-12

    Abstract: 本发明公开了一种实现激光精准稳频的系统与方法,该系统包括激光器、原子气室、光电探测器、A/D转换模块、锁相放大器、DDS信号发生器、PID控制器与D/A转换模块。锁相放大器基于探测信号与DDS信号发生器产生的正弦信号,进行相敏检波,输出两条相敏检波信号至稳频模块,稳频模块对信号曲线相加后寻找零点,获取稳频点电压值输出至PID控制器,PID控制器输出信号与正弦调制信号相加后经由D/A转换模块输出至激光器,实现对激光器生成激光的稳频控制。本发明消除了因激光器扫频过程功率变化引起的稳频点偏差,解决了激光器稳频点真正的电压值与找到的电压值之间存在误差的问题。

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