1.一种基于光频移调制的SERF原子磁强计装置,其特征在于:该装置包括光电控制系统(1)和磁强计探头系统(2);其中光电控制系统(1)包括第一激光器(11)、第二激光器(12)、液晶相位延迟器控制器(13)、锁相放大器(14),磁强计探头系统(2)包括第一光纤准直器(201)、第一1/4波片(202)、第一反射镜(203)、碱金属气室(204)、无磁电加热烤箱(205)、第二反射镜(206)、光电探测器(207)、第二光纤准直器(208)、第二1/4波片(209)、液晶相位延迟器(210);该装置中,碱金属气室(204)中的原子需工作于SERF态;第二激光器(12)发射的线偏振激光,经过保偏光纤进入光纤准直器(208)转换为空间准直线偏振光;之后通过1/4波片(209)转换为圆偏振光,其中1/4波片(209)的快轴与光纤准直器(208)出射的空间准直线偏振光的偏振轴成45°;之后通过液晶相位延迟器(210)后从x方向入射碱金属气室(204);其中,液晶相位延迟器(210)受到液晶相位延迟器控制器(13)的控制,对从1/4波片(209)入射的圆偏振光按照固定频率f交替产生0和π的相位延迟量,使经过液晶相位延迟器(210)的光转换为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光交替产生的调制光;该调制光作用于碱金属气室(204)内的碱金属原子自旋,对原子自旋进动产生光频移调制;由第一激光器(11)发射的线偏振激光,经过保偏光纤进入光纤准直器(201)转换为空间准直线偏振光;之后通过1/4波片(202)转换为圆偏振光;之后经过第一反射镜(203)从z方向进入碱金属气室(204),待测磁场变化将引起原子自旋进动从而导致透射出碱金属气室(204)的激光光强产生变化;透射出碱金属气室(204)的光通过第二反射镜(206)进入光电探测器(207);光电探测器(207)将探测到光信号的转换为电压信号输出至锁相放大器(14),锁相放大器(14)解调出信号从而实现x方向磁场B x 大小的测量;液晶相位延迟器控制器(13)对液晶相位延迟器(210)的控制信号同时输入到锁相放大器(14)作为参考信号;无磁电加热烤箱(205)用于对碱金属气室(204)进行高温加热。
2.一种基于光频移调制的SERF原子磁强计方法,其特征在于:采用权利要求1所述的装置实现原子磁强计,包括:碱金属气室(204)中的原子需工作于SERF态;第二激光器(12)发射的线偏振激光,经过保偏光纤进入第二光纤准直器(208)转换为空间准直线偏振光;之后通过第二1/4波片(209)转换为圆偏振光,其中第二1/4波片(209)的快轴与第二光纤准直器(208)出射的空间准直线偏振光的偏振轴成45°;之后通过液晶相位延迟器(210)后从x方向入射碱金属气室(204);其中,液晶相位延迟器(210)受到液晶相位延迟器控制器(13)的控制,对从第二1/4波片(209)入射的圆偏振光按照固定频率f交替产生0和π的相位延迟量,使经过液晶相位延迟器(210)的光转换为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光交替产生的调制光;该调制光作用于碱金属气室(204)内的碱金属原子自旋,对原子自旋进动产生光频移调制;由第一激光器(11)发射的线偏振激光,经过保偏光纤进入第一光纤准直器(201)转换为空间准直线偏振光;之后通过第一1/4波片(202)转换为圆偏振光;之后经过第一反射镜(203)从z方向进入碱金属气室(204),待测磁场变化将引起原子自旋进动从而导致透射出碱金属气室(204)的激光光强产生变化;透射出碱金属气室(204)的光通过第二反射镜(206)进入光电探测器(207);光电探测器(207)将探测到光信号的转换为电压信号输出至锁相放大器(14),锁相放大器(14)解调出信号从而实现x方向磁场B x 大小的测量;液晶相位延迟器控制器(13)对液晶相位延迟器(210)的控制信号同时输入到锁相放大器(14)作为参考信号;无磁电加热烤箱(205)用于对碱金属气室(204)进行高温加热。
3.根据权利要求2所述的一种基于光频移调制的SERF原子磁强计方法,其特征在于:第一激光器(11)发出的激光波长在碱金属原子的D1线的中心,第二激光器(12)所发出的激光波长在碱金属原子的D1线附近失谐。
4.根据权利要求2所述的一种基于光频移调制的SERF原子磁强计方法,其特征在于:光频移调制的幅度通过调节第二激光器(12)出射激光的光强或者频率失谐量来实现。