本發(fā)明涉及磁場檢測儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種銫光泵磁力儀的探頭。

背景技術(shù)：

銫光泵磁力儀是光檢測磁共振磁力儀的一種，可在地磁場下工作，商用的銫光泵磁力儀都工作在光激發(fā)工作模式下。對于單個探頭，當外磁場與光泵中的銫吸收室的泵浦光照射方向(即光軸)呈某一角度時，銫光泵探頭無信號輸出，導致銫光泵磁力儀不工作，不能工作的角度區(qū)域稱為死區(qū)。如圖1所示，銫光泵磁力儀有2個死區(qū)，若以水平方向為0°，光軸方向則為90°，銫光泵磁力儀的探頭的死區(qū)范圍為0°～5°，80°～90°，分別稱為赤道死區(qū)和兩極死區(qū)。使用中應(yīng)當避免外部磁場與探頭軸線夾角落入死區(qū)。

現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決銫光泵磁力儀的死區(qū)問題，通常有2種方案：一種采用萬向節(jié)類型的機械機構(gòu)調(diào)整探頭的角度，如圖2所示，這種方法跟蹤性能好，精度高，但是如果要做到自動跟蹤，則需要復雜的機械機構(gòu)和控制電路，體積重量和成本都很高。另一種方案是用3個互成45度的獨立探頭將每個探頭的死區(qū)互相錯開，以能保證在任何情況下至少有一個探頭的光軸和外磁場夾角不在死區(qū)內(nèi)。但是這種方法需要3套獨立探頭，即3個銫吸收室，3個光電器件等，導致由此探頭構(gòu)成的銫光泵磁力儀的體積、重量及功耗同樣很大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種工作區(qū)域無死角、體積小、能耗低的銫光泵磁力儀的探頭。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種銫光泵磁力儀的探頭，包括：

原子吸收室，具有一充有原子氣體的球形外殼，用于將入射的光線與原子氣體相互作用產(chǎn)生泵浦光向外透射；所述原子吸收室上繞有激勵線圈；

光電池，與所述原子吸收室的球形外殼相切設(shè)置，用于檢測泵浦光經(jīng)過所述原子吸收室射出的光線；

通光窗，至少有三個，均勻繞設(shè)在所述球形外殼上，每一所述通光窗連接一圓筒形的光通道，形成一路光軸，所述光通道的開口方向朝向背離設(shè)置所述光電池的所述球形外殼的一側(cè)，相鄰兩個光軸夾角相等；

銫光譜燈，與所述通光窗數(shù)量相同，每一所述銫光譜燈的出光口與一所述通光道的開口對應(yīng)設(shè)置，通過高頻激勵發(fā)光；

組合鏡片，與所述通光窗數(shù)量相同，設(shè)于每一所述銫光譜燈與所述通光道之間，所述組合鏡片包括濾光片，偏振片及1/4玻片，用于將入射的所述銫光譜燈的光線變?yōu)?94nm的單色右旋圓偏振光。

可選的，所述通光窗為三個，形成3路光軸，所述光軸與垂直于所述光電池的直徑的夾角呈30度至60度。

可選的，所述原子吸收室、通光窗為一體式的封閉結(jié)構(gòu)，所述光通道與所述通光窗的連接端形狀與所述通光窗的形狀相匹配。

可選的，所述通光窗為在所述原子吸收室上開設(shè)的通光孔，所述光通道的開口通過透光結(jié)構(gòu)封閉，且所述光通道與所述原子吸收室為一體式密封結(jié)構(gòu)。

可選的，所述原子氣體為銫原子氣體。

可選的，所述組合鏡片是由濾光片，偏振片及1/4玻片通過粘結(jié)劑依次粘合而成，所述濾光片靠近所述銫光譜燈的出光口。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明提供的銫光泵磁力儀的探頭包括一個原子吸收室、一個光電池，三個通光窗，和與通光窗數(shù)量相同的光通道，采用呈一定角度設(shè)置在原子吸收室上的多個通光窗和多個光通道，構(gòu)成了3路互成角度的光軸，使得每路光軸構(gòu)成的探頭的死角互相錯開，以能保證在任何情況下至少有一個探頭的光軸和外磁場夾角不在死區(qū)內(nèi)，從而實現(xiàn)了探頭工作區(qū)域無死角。并且本探頭只有一個原子吸收室，一個光電池，相比現(xiàn)有的三個獨立探頭方案：3個銫吸收室，三個光電器件構(gòu)成的探頭來說，部件少了三分之二，使得體積更小，結(jié)構(gòu)緊湊，能耗也相應(yīng)降低，同時也降低了生產(chǎn)成本。相比現(xiàn)有的采用萬向節(jié)機構(gòu)調(diào)整機械角度的方案，本方案無需機械裝置控制探頭的轉(zhuǎn)動，提高了可靠性，降低了成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中銫光泵磁力儀探頭的工作區(qū)域劃分圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中采用萬向節(jié)調(diào)整角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的銫光泵磁力儀的探頭的立體圖；

圖4為本發(fā)明提供的銫光泵磁力儀的探頭的主視圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種工作區(qū)域無死角、體積小、能耗低的銫光泵磁力儀的探頭。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖3為本發(fā)明提供的銫光泵磁力儀的探頭的立體圖；圖4為本發(fā)明提供的銫光泵磁力儀的探頭的主視圖。如圖3-4所示，本發(fā)明提供的銫光泵磁力儀的探頭，包括原子吸收室1、光電池2、通光窗3、光通道4、銫光譜燈5和組合鏡片6，

原子吸收室1，具有一充有原子氣體的球形外殼1，用于將入射的光線與原子氣體相互作用產(chǎn)生泵浦光向外透射；原子吸收室1上繞有激勵線圈7，激勵線圈與銫光泵磁力儀的電子電路相連接，用于產(chǎn)生光磁共振測量外磁場。其原理是通過銫光譜燈發(fā)射的894nm單色光與原子氣體相互作用的光泵效應(yīng)測量外磁場。

光電池2，與原子吸收室1的球形外殼相切設(shè)置，用于檢測激光經(jīng)過原子吸收室1射出的光線。

通光窗3，有三個，均勻繞設(shè)在球形外殼1上，每一通光窗3連接一圓筒形的光通道4，構(gòu)成一路光軸，光通道4的開口朝向背離設(shè)置光電池2的球形外殼的一側(cè)，相鄰兩個光通道4的中心軸線的夾角相等，即相鄰兩路光軸的夾角相等。

銫光譜燈5，有三個，每一銫光譜燈5的出光口與一通光道4的開口對應(yīng)設(shè)置，通過高頻激勵發(fā)光，該銫光譜燈發(fā)出的光包括銫原子的各個光譜譜線，如波長為894nm、852nm的光譜譜線等。

組合鏡片6，有三個，分別設(shè)于每一銫光譜燈5與通光道4之間，組合鏡片6包括濾光片，偏振片及1/4玻片，用于將入射的銫光譜燈的光線變?yōu)?94nm波長的單色右旋圓偏振光。可選的一種實施方式，組合鏡片是由濾光片，偏振片及1/4玻片通過粘結(jié)劑依次粘合而成，所述濾光片靠近所述銫光譜燈的出光口。保證了入射到原子吸收室內(nèi)的光是檢測所需的光線，避免雜光混入，提高測量精度。

作為一種可選的實施方式，如圖3和4所示，通光窗3可以為三個，光通道4也為三個，光通道4的中心軸線與垂直于光電池2的直徑的夾角呈30度至60度。這樣構(gòu)成了3路互成角度的光軸，使得每路光軸構(gòu)成的探頭的死角互相錯開，以能保證在任何情況下至少有一個探頭的光軸和外磁場夾角不在死區(qū)內(nèi)，從而實現(xiàn)了探頭工作區(qū)域無死角。

作為一種可選的實施方式，所述原子吸收室1、通光窗3為一體式的封閉結(jié)構(gòu)，光通道4與通光窗3的連接端形狀與通光窗3的形狀相匹配，現(xiàn)有的原子吸收室本身是一個封閉透光的結(jié)構(gòu)，當然，本發(fā)明中原子吸收室1也應(yīng)當是一個封閉透光的結(jié)構(gòu)，那么在設(shè)置通光窗3和光通道4，需要考慮如何保證改進后的原子吸收室也是封閉結(jié)構(gòu)，本實施方式中，原子吸收室1與通光窗3為一體式的封閉結(jié)構(gòu)，即僅通過光通道4限定光線的傳播方向，即可實現(xiàn)探頭的無死角工作。

保證改進后的原子吸收室也是封閉結(jié)構(gòu)的另一種可選的實施方式是通光窗3為在原子吸收室1上開設(shè)的通光孔，光通道4的開口通過透光結(jié)構(gòu)封閉，且光通道4與原子吸收室1為一體式密封結(jié)構(gòu)。即在光通道4內(nèi)也充有原子氣體，由光通道4限定光線的傳播方向，以實現(xiàn)探頭的無死角工作。

在上述實施例中，所述原子氣體為銫原子氣體。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。