本发明专利技术涉及一种激光氦光泵磁测装置，是由激光器及稳频装置经光耦合头与光纤连接，光纤经光纤固定支架与氦室及附件连接，氦室及附件通过电缆与单片机连接构成。与氦灯相比较，在相同环境条件下，1083nm氦原子单频半导体激光器所消耗的功率远远小于氦灯所消耗的功率。使用1083nm氦原子单频半导体激光器代替氦灯，由于发出的激光光束谱线范围窄，而且谱线集中，在消耗较小功率的情况下，探头中光电检测器的检测信号变强，有利于后续信号处理电路的设计，可大幅提高仪器的灵敏度和精度，使被探测物体的磁信息反应更明显、更有效，有助于对所测磁场数据的分析和处理，明显提高光电检测信号强度的同时大大降低磁测装置的功耗。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种激光氦光泵磁测装置，是由激光器及稳频装置经光耦合头与光纤连接，光纤经光纤固定支架与氦室及附件连接，氦室及附件通过电缆与单片机连接构成。与氦灯相比较，在相同环境条件下，1083nm氦原子单频半导体激光器所消耗的功率远远小于氦灯所消耗的功率。使用1083nm氦原子单频半导体激光器代替氦灯，由于发出的激光光束谱线范围窄，而且谱线集中，在消耗较小功率的情况下，探头中光电检测器的检测信号变强，有利于后续信号处理电路的设计，可大幅提高仪器的灵敏度和精度，使被探测物体的磁信息反应更明显、更有效，有助于对所测磁场数据的分析和处理，明显提高光电检测信号强度的同时大大降低磁测装置的功耗。【专利说明】激光氦光泵磁测装置
: 本专利技术涉及一种氦光泵磁测装置，尤其是应用在环境磁场值精确测量的激光氦光泵磁测装置。
技术介绍
: 现有的氦光泵磁力仪是测量环境磁场值的主要工具之一，它能够应用在地质及矿产资源的勘探，地震预报，军事以及医学中心磁、脑磁监测等领域。特别是在地磁场的测量中，氦光泵磁力仪占有十分重要的地位，是到目前为止磁测精度最高的磁力仪。氦光泵磁力仪既能测量地磁场总场，又能测量总场梯度；既能测缓变的磁场，又能测瞬变的磁场。性能稳定，应用广泛。 目前现有的氦光泵磁力仪是以氦原子在磁场中的塞曼效应为基础，结合光泵作用与磁共振作用来实现测磁的。 氦气是一种惰性气体，在正常条件下氦原子基本都处于I1Stl即基态上，但是处于基态上的原子无法分裂出塞曼次能级，所以首先需要通过19.77电子伏的放电将氦原子激发到23Si即亚稳态上。处于23Si的氦原子可以分类为三个塞曼次能级，但由于符合自然界中随机分布原理，处于三个次能级上的原子数目几乎相等，此时，各个能级间的跃迁几率几乎相同，能级之间将表现不出明显的能量变化，所以为了能够探测出明显的能量变化，需要使原子尽量都集中在同一个能级上，即利用光泵作用实现原子的光学取向。而这种光泵作用是通过处于ZS1能级上的原子吸收光能后跃迁到23Pi能级，之后再跃迁回23Si能级实现的，在此过程中需要外界提供一个波长为1083.2nm的光。 目前现有的氦光泵磁力仪，探头利用氦灯作为光源，将氦灯点亮后发出的光引入光路，通过透镜聚焦，再经过偏振片之后进入氦室。氦光泵磁力仪通常是通过氦灯产生1083.2nm的光，而氦灯产生的光谱线往往较宽，所涵盖的波长范围远远大于1083.2nm左右，而仅仅利用1083.2nm会造成功率上的巨大浪费，仪器功耗大，极大地浪费了能源。
技术实现思路
: 本专利技术的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种直接有效利用1083.2nm激光，降低仪器功耗的激光氦光泵磁测装置 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: 激光氦光泵磁测装置，是由激光器及稳频装置I经光耦合头6与光纤2连接，光纤2经光纤固定支架7与氦室及附件3连接，氦室及附件3通过电缆4与单片机5连接构成。 所述的氦室及其附件3内装有偏振片9、λ /4玻片8、氦室10和光敏检测器11构成。 所述的激光器及稳频装置I是由激光器12通过电缆II 26、稳频电路25和电缆I 24与光电检测器23连接，ZOM激光头13发射出的激光经PZT压电陶瓷及光栅14、反射镜al5、λ /2玻片16、PBS偏振分束器17、厚双平镜18折射进入氦室22后透过反射镜21照射在光电检测器23，透过厚双平镜18的光经反射镜b 19、反射镜20c和反射镜d21与透过反射镜d21的光一同照射在光电检测器23上构成。 有益效果:使用1083nm氦原子单频半导体激光器代替氦灯，其发出的激光波长范围集中在1083.1nm到1083.3nm之间，相对于我们所需的1083.2nm，其谱线范围很窄，远远窄于氦灯的谱线范围。与氦灯相比较，在相同环境条件下，1083nm氦原子单频半导体激光器所消耗的功率远远小于氦灯所消耗的功率。使用1083nm氦原子单频半导体激光器代替氦灯，由于发出的激光光束谱线范围窄，而且谱线集中，在消耗较小功率的情况下，探头中光电检测器的检测信号变强，有利于后续信号处理电路的设计，可大幅提高仪器的灵敏度和精度，使被探测物体的磁信息反应更明显、更有效，有助于对所测磁场数据的分析和处理，明显提高光电检测信号强度的同时大大降低磁测装置的功耗。并且可大幅提高仪器的灵敏度和精度等指标，进而使被探测物体的磁信息反应更加明显、更加有效，有助于对所测得磁场数据的分析和处理。 【专利附图】【附图说明】 : 图1激光氦光泵磁测装置结构图 图2是图1氦室及其附件3结构图 图3是图1中激光器及稳频装置I结构图 I激光器及稳频装置，2光纤，3氦室及其附件，4电缆，5单片机，6光耦合头，7光纤固定支架，8 λ /4玻片，9偏振片，10氦室，11光敏检测器，12激光器，13Ζ0Μ激光头，14ΡΖΤ压电陶瓷及光栅，15反射镜a，16 λ /2玻片，17PBS偏振分束器，18厚双平镜，19反射镜b，20反射镜c，21反射镜d，22氦室，23光电检测器，24电缆I，25稳频电路，26电缆II，带箭头实线为光路。 【具体实施方式】 : 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明: 激光氦光泵磁测装置，是由激光器及稳频装置I经光耦合头6与光纤2连接，光纤2经光纤固定支架7与氦室及附件3连接，氦室及附件3通过电缆4与单片机5连接构成。 所述的氦室及其附件3内装有偏振片9、λ /4玻片8、氦室10和光敏检测器11构成。 所述的激光器及稳频装置I是由激光器12通过电缆II 26、稳频电路25和电缆I 24与光电检测器23连接，ZOM激光头13发射出的激光经PZT压电陶瓷及光栅14、反射镜al5、λ /2玻片16、PBS偏振分束器17、厚双平镜18折射进入氦室22后透过反射镜21照射在光电检测器23，透过厚双平镜18的光经反射镜bl9、反射镜20c和反射镜d21与透过反射镜d21的光一同照射在光电检测器23上构成。 激光氦光泵磁测装置包括磁力仪的探头和处理测量数据的处理器，本专利技术主要针对的是氦光泵磁力仪的探头，是利用1083nm氦原子单频半导体激光器代替氦灯，构成一种新式的氦光泵磁力仪探头，由1083nm氦原子单频半导体激光器发出的激光进入以饱和吸收谱法为核心的激光稳频系统，使其输出波长稳定在1083.2nm左右，之后通过光纤直接引入氦光泵磁力仪探头中的氦室。 激光氦光泵磁测装置，是由激光器及稳频装置I经光耦合头6与光纤2连接，光纤2经光纤固定支架7与氦室及附件3连接，氦室及附件3通过电缆4与单片机5连接构成。 所述的氦室及其附件3内装有偏振片9、λ /4玻片8、氦室10和光敏检测器11构成。 所述的激光器及稳频装置I是由激光器12通过电缆II 26、稳频电路25和电缆I 24与光电检测器23连接，ZOM激光头13发射出的激光经PZT压电陶瓷及光栅14、反射镜al5、λ /2玻片16、PBS偏振分束器17、厚双平镜18折射进入氦室22后透过反射镜d21照射在光电检测器23，透过厚双平镜18的光经反射镜bl9、反射镜c20和反射镜d21与透过反射镜d21的光一同照射在光电检测器23上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光氦光泵磁测装置，其特征在于：是由激光器及稳频装置(1)经光耦合头(6)与光纤(2)连接，光纤(2)经光纤固定支架(7)与氦室及附件(3)连接，氦室及附件(3)通过电缆(4)与单片机(5)连接构成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周志坚，王超，程德福，胡睿帆，陈军，曹曦元，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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