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专利号: 202011118583X
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于量子弱测量的原子磁力仪探测光路系统,其特征在于,所述原子磁力仪探测光路系统依次包括激光光源、第一偏振片、二分之一波片、相位补偿器、原子气室、第二偏振片和电荷藕合器件;其中,激光光源经过第一偏振片进行偏振预选择和二分之一波片的偏振调节,实现系统的前选择偏振态;前选择偏振态通过相位补偿器实现两个正交偏振分量在光传播横截面上的空间分离,原子气室产生的旋光和第二个偏振片共同实现系统的后选择偏振态。

2.根据权利要求1所述的基于量子弱测量的原子磁力仪探测光路系统,其特征在于,所述原子磁力仪探测光路系统呈直线共路状态。

3.根据权利要求1所述的基于量子弱测量的原子磁力仪探测光路系统,其特征在于,所述激光光源产生的光源光斑形状为高斯型。

4.根据权利要求1所述的基于量子弱测量的原子磁力仪探测光路系统,其特征在于,所述前选择偏振态和后选择偏振态趋于正交。

5.根据权利要求1所述的基于量子弱测量的原子磁力仪探测光路系统,其特征在于,所述第一偏振片和第二偏振片相同。

6.根据权利要求1所述的基于量子弱测量的原子磁力仪探测光路系统,其特征在于,所述第一偏振片和第二偏振片的消光比高于10000:1。

7.根据权利要求1所述的基于量子弱测量的原子磁力仪探测光路系统,其特征在于,所述电荷藕合器件为CCD。

8.根据权利要求1-7任一所述的基于量子弱测量的原子磁力仪探测光路系统,其特征在于,所述系统的使用方法包括以下步骤:(1)激光光源经过第一偏振片进行偏振预选择和二分之一波片的偏振调节,实现系统的前选择偏振态;

(2)前选择偏振态通过相位补偿器实现左旋和右旋偏振分量在横截面上的空间分离,原子气室产生的旋光效果与第二个偏振片联合实现系统的后选择偏振态;

(3)通过调节第一偏振片和第二偏振片使前选择偏振态和后选择偏振态趋于正交,出射光在电荷藕合器件呈现出两个出射光斑;

(4)通过调节二分之一波片或相位补偿器的相位或第二偏振片的角度,出射光在电荷藕合器件呈现出的两个出射光斑产生此消彼长的现象,其质心发生移动;

(5)通过实时拟合出射光斑质心,生成实时的偏振响应曲线;

(6)根据出射光斑的移动量得到系统中的旋光角度θ大小;

(7)根据 式中l是有效探测光路的长度,n是铷原子密度,re是电子的经典半径,c是光速,f是D1线的振子强度,Δv是探测光D1线的失谐频率,Px是x方向上极化矢量的稳态分量,得到原子气室中的极化矢量Px的大小;

(8)根据极化矢量与磁场的关系 计算出磁场B,其中,gs为朗德因子,μB为玻尔磁子,B是磁场,T是温度,κB是玻尔兹曼常数。