本發(fā)明適用于腦磁測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)及方法，包括：驅(qū)動(dòng)光路模塊，用于提供驅(qū)動(dòng)光波；檢測(cè)光路模塊，用于提供檢測(cè)光波；原子氣室模塊，用于施加標(biāo)定磁場(chǎng)；光電轉(zhuǎn)換模塊；用于輸出環(huán)境磁場(chǎng)參數(shù)。借此，本發(fā)明采用兩束垂直正交激光，無需磁場(chǎng)調(diào)制，避免多通道磁場(chǎng)交叉耦合缺陷。另一方面，比單光束磁場(chǎng)調(diào)制方案，增加一束激光，光學(xué)操控手段豐富，有利于提高原子磁強(qiáng)計(jì)的靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腦磁測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)及方法。

背景技術(shù)

原子磁強(qiáng)計(jì)是一種無需使用液氦就能測(cè)量極微弱磁場(chǎng)的傳感器，在最近十幾年中得到了快速發(fā)展，成為新一代腦磁圖的理想磁敏感器件。由于腦磁信號(hào)大部分處于低頻段，需要提高原子磁強(qiáng)計(jì)低頻檢測(cè)能力，一般采用磁場(chǎng)調(diào)制來抑制1/f噪聲，但隨著腦磁圖通道數(shù)增加，基于磁場(chǎng)調(diào)制的原子磁強(qiáng)計(jì)在構(gòu)建腦磁圖時(shí)，存在多通道磁場(chǎng)交叉耦合，影響腦磁測(cè)量結(jié)果。因此，需要一種可以避免多通道磁場(chǎng)交叉耦合缺陷的原子磁強(qiáng)計(jì)。

綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)及方法，其采用兩束垂直正交激光，無需磁場(chǎng)調(diào)制，避免多通道磁場(chǎng)交叉耦合缺陷。另一方面，比單光束磁場(chǎng)調(diào)制方案，增加一束激光，光學(xué)操控手段豐富，有利于提高原子磁強(qiáng)計(jì)的靈敏度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)，包括：

驅(qū)動(dòng)光路模塊，用于提供驅(qū)動(dòng)光波；

檢測(cè)光路模塊，用于提供檢測(cè)光波；

原子氣室模塊，用于施加標(biāo)定磁場(chǎng)；

光電轉(zhuǎn)換模塊；用于輸出環(huán)境磁場(chǎng)參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)，所述驅(qū)動(dòng)光路模塊設(shè)于yz平面上，其包括驅(qū)動(dòng)光源、準(zhǔn)直鏡、起偏器、1/4棱鏡和反射鏡，且所述驅(qū)動(dòng)光源位于準(zhǔn)直鏡焦點(diǎn)上，光束由準(zhǔn)直鏡轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)直平行光后沿z軸依次通過所述起偏器及1/4棱鏡，轉(zhuǎn)化為圓偏振光并由所述反射鏡反射至y軸通過原子氣室。

根據(jù)本發(fā)明的全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)，所述檢測(cè)光路模塊設(shè)于xz平面上，且與所述驅(qū)動(dòng)光路模塊在原子氣室處相交。

根據(jù)本發(fā)明的全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)，所述檢測(cè)光路模塊包括檢測(cè)光源、準(zhǔn)直鏡、起偏器、反射鏡、1/2棱鏡及偏振分光棱鏡；

所述檢測(cè)光源位于準(zhǔn)直鏡焦點(diǎn)，光束由準(zhǔn)直鏡轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)直平行光后沿z軸通過起偏器轉(zhuǎn)化為線偏振光并由反射鏡反射至x軸通過原子氣室，通過反射鏡反射至z軸通過1/2棱鏡將偏振方向旋轉(zhuǎn)45°后入射偏振分光棱鏡。

根據(jù)本發(fā)明的全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)，所述原子氣室模塊包括原子氣室及加熱組件。

根據(jù)本發(fā)明的全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)，所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括兩光電探測(cè)器及前置放大器；

所述兩光電探測(cè)器分別接收出射偏振分光棱鏡的兩束光，構(gòu)成平衡探測(cè)器，所述前置放大器接收平衡探測(cè)器輸出的光電流，差分放大后作為磁強(qiáng)計(jì)輸出。

本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)有如下有益效果：采用兩束垂直正交激光，無需磁場(chǎng)調(diào)制，避免多通道磁場(chǎng)交叉耦合缺陷。另一方面，比單光束磁場(chǎng)調(diào)制方案，增加一束激光，光學(xué)操控手段豐富，有利于提高原子磁強(qiáng)計(jì)的靈敏度。

附圖說明

圖1為全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)xz平面示意圖；

圖2為全光學(xué)原子磁強(qiáng)計(jì)yz平面示意圖；

其中：1、檢測(cè)光源，2、準(zhǔn)直鏡，3、起偏器，4、1/4棱鏡，5、反射鏡，6、原子氣室，7、1/2棱鏡，8、偏振分光棱鏡，9、光電探測(cè)器，10、前置放大器，11、磁強(qiáng)計(jì)輸出，12、驅(qū)動(dòng)光源。