申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2024-01-24

公开（公告）日：2024-05-28

公开（公告）号：CN118091506A

主分类号：G01R33/032

分类号：G01R33/032

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.14#实质审查的生效;2024.05.28#公开

摘要：基于CPT磁强计的磁场矢量测量方法，采用双光束方案，使用伺服电机对偏振角度进行精准调控，通过观察色散信号实现对磁场方向进行测量。作为CPT矢量磁强计的探头部分，将受调制的垂直腔面发射激光器所产生的多色光输入气室，得到携带磁场信息的光信号经过锁相放大器调制解调后获得多个色散信号，通过每个色散信号可以分析CPT信号的状态，其中色散信号的过零点与CPT峰处在同一频率，色散信号的幅值越大，可以说明CPT峰幅值越大。本发明基于磁场B与波矢k、偏振e的夹角对CPT峰幅值影响的基本原理，对磁场进行矢量测量。本发明优势在于能够测定磁场方向，并能有效避免由于特定夹角导致灵敏度下降的问题。本发明有较强的延拓适用性与较高的实用价值。

主权项：1.基于CPT磁强计的磁场矢量测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，启动CPT磁强计系统，使其产生多色激光，所述多色激光通过偏振分束棱镜形成第一束光和第二束光，所述第一束光依次经过第一偏振片和第一半波片后沿x轴正向通过碱金属气室以形成携带磁场信息的第一束光信号进入锁相放大器第一输入端，所述第二束光依次经过第一反射镜、第二反射镜、第二偏振片和第二半波片后沿z轴负向通过碱金属气室以形成携带磁场信息的第二束光信号进入锁相放大器第二输入端；步骤2，锁相放大器针对第一束光信号进行解调得到色散信号，根据色散信号的过零点与CPT信号的峰值点频率相一致的磁场测量原理，获得磁敏感色散信号；步骤3，通过旋转第一半波片调整第一束光的偏振方向e，通过观察色散信号的振荡幅值的变化情况得到CPT信号峰幅值的大小变化情况，保持波矢k固定，追踪CPT信号峰幅值极大值；定义n＝k×B，B是外界磁场或待测磁场，n是法向量，由于k⊥n，偏振方向e通过旋转半波片进行调节，当信号振幅得到极大值时则e||n，由此通过第一束光得到磁场B所在的第一平面，即以n为法向量且通过波矢k的平面；步骤4，用以下关系式确定磁场标量大小：Δν＝γ|B|其中Δv是色散信号过零点之间的频率差即两CPT峰之间的光频率差，B是磁场大小，γ是旋磁比；步骤5，返回步骤2，通过锁相放大器用处理第一束光信号类似的方式针对第二束光信号进行处理，通过第二束光得到磁场B所在的第二平面，第一平面与第二平面交线即为磁场B的方向。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学 基于CPT磁强计的磁场矢量测量方法

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