【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磁传感器，具体涉及到一种基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器及解调实验装置。
技术介绍
1、在当今信息高速发展的时代，传感器的应用已经渗透到工业生产、资源勘探、医疗卫生、生物工程等领域。传感器的研究主要基于传感灵敏度、应用场景、稳定性等方面。磁场传感技术是一种研究空间环境磁场变化的技术，在油气和矿产资源勘探领域、生物医学等多个科学研究及工程应用领域都发挥出越来越重要的作用。
2、目前在工业领域中，霍尔效应集成的电路、电流磁场传感器，多采用磁致敏感材料制成磁场传感器。在石油工业领域，尤其在油气和矿产勘查领域，不同位置和数量的油气和矿产具有不同的磁性，会导致局部区域的磁场发生变化通过研究磁场值与地质构造的关系来预测地质构造及油气矿产分布，或估算油矿数量，这是磁场传感技术在油气勘探领域的主要任务。此领域工作环境复杂，对抗电磁干扰以及器件稳定性要求较高。因此，急需一种高灵敏度的磁场传感器。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种灵敏度高、操作方便、弱磁场测量的基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器。
2、解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器，在安装座上第一激光器的激光出射方向依次设置有第一光隔离器、准直镜、1/4波片、第一反射镜，第一反射镜的光出射方向上设置有偏振分光器，偏振分光器的水平光出射方向上设置有螺旋相位片、垂直光出射方向与螺旋相位片之间设置有萨格纳克干涉结构，萨格纳克干涉结构的干涉光出
3、优选的，所述萨格纳克干涉结构由第三反射镜、第四反射镜、五反射镜构成，第三反射镜的入射光为偏振分光器输出的垂直光，第三反射镜的出射光为第四反射镜的入射光，第四反射镜的出射光为第五反射镜的入射光，第五反射镜的出射光与经过螺旋相位片的水平光发生干涉形成干涉光。
4、优选的，所述准直镜与1/4波片之间的距离为10cm。
5、优选的，所述准直镜为镜筒内设置有同轴的1/4波片和1/2波片，1/4波片和1/2波片之间的距离为7cm。
6、基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器的解调实验装置，在磁场传感器的铷样品池的两侧添加磁场结构，磁场结构产生的磁场方向与经过铷样品池的光路垂直或平行，如权利要求1所述磁场传感器的第二分光器的两输出光路，一路输出到光谱解调仪、另一路输出到ccd，光谱解调仪和ccd与计算机相连。
7、优选的，所述磁场结构为安装架上设置有两个对称的亥姆赫兹线圈，亥姆赫兹线圈与磁场测量仪相连。
8、本专利技术的有益效果如下：
9、本专利技术在偏振分光器的水平光出射方向上设置有螺旋相位片，使偏振分光器的水平光携带轨道角动量成为涡旋光，利用涡旋光的螺旋形波前和光强的暗中空结构，提高磁场传感的灵敏度。
10、本专利技术在偏振分光器的垂直光出射方向与螺旋相位片之间设置有萨格纳克干涉结构，使涡旋光与垂直光产生干涉，形成干涉光进入铷样品池，能级与两个激光共振，产生了电磁诱导感应透明窗口，提高了传感器对磁场变化的响应能力。
11、本专利技术为全光磁场传感系统能有效抵抗电磁干扰，使得传感器能在复杂电磁环境下稳定工作。
12、本专利技术传感器的高灵敏度和稳定性，可以应用于多个领域，如油气矿产资源勘探、生物医学等。
13、本专利技术属于在非线性介质中研究涡旋光的磁场传感技术，对量子传感、量子通信以及非线性光学领域的发展具有重要的科学价值。
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1.一种基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器，其特征在于：在安装座上第一激光器的激光出射方向依次设置有第一光隔离器、准直镜、1/4波片、第一反射镜，第一反射镜的光出射方向上设置有偏振分光器，偏振分光器的水平光出射方向上设置有螺旋相位片、垂直光出射方向与螺旋相位片之间设置有萨格纳克干涉结构，萨格纳克干涉结构的干涉光出射方向上设置有1/2波片、铷样品池、第一分光器、第二分光器，第一分光器的一侧安装座上设置有第二激光器，第二激光器的光出射方向上一次设置有第二光隔离器、第二反射镜，第一分光器位于第二反射镜光出射方向上。
2.根据权利要求1所述基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器，其特征在于：所述萨格纳克干涉结构由第三反射镜、第四反射镜、五反射镜构成，第三反射镜的入射光为偏振分光器输出的垂直光，第三反射镜的出射光为第四反射镜的入射光，第四反射镜的出射光为第五反射镜的入射光，第五反射镜的出射光与经过螺旋相位片的水平光发生干涉形成干涉光。
3.根据权利要求1所述基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器，其特征在于：所述准直镜与1/4波片之间的距离为10cm。
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5.基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器的解调实验装置，其特征在于：在如权利要求1所述磁场传感器的铷样品池的两侧添加磁场结构，磁场结构产生的磁场方向与经过铷样品池的光路垂直或平行，如权利要求1所述磁场传感器的第二分光器的两输出光路，一路输出到光谱解调仪、另一路输出到CCD，光谱解调仪和CCD与计算机相连。
6.根据权利要求5所述基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器的解调实验装置，其特征在于：所述磁场结构为安装架上设置有两个对称的亥姆赫兹线圈，亥姆赫兹线圈与磁场测量仪相连。
...【技术特征摘要】
1.一种基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器，其特征在于：在安装座上第一激光器的激光出射方向依次设置有第一光隔离器、准直镜、1/4波片、第一反射镜，第一反射镜的光出射方向上设置有偏振分光器，偏振分光器的水平光出射方向上设置有螺旋相位片、垂直光出射方向与螺旋相位片之间设置有萨格纳克干涉结构，萨格纳克干涉结构的干涉光出射方向上设置有1/2波片、铷样品池、第一分光器、第二分光器，第一分光器的一侧安装座上设置有第二激光器，第二激光器的光出射方向上一次设置有第二光隔离器、第二反射镜，第一分光器位于第二反射镜光出射方向上。
2.根据权利要求1所述基于涡旋光在铷原子系统中的磁场传感器，其特征在于：所述萨格纳克干涉结构由第三反射镜、第四反射镜、五反射镜构成，第三反射镜的入射光为偏振分光器输出的垂直光，第三反射镜的出射光为第四反射镜的入射光，第四反射镜的出射光为第五反射镜的入射光，第五反射镜的出射光与经过螺旋相位片的水平光发生干...
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