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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种基于偏振体光栅的单光磁信号检测系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118584404B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410844933.2，技术领域涉及：G01R33/032；该发明授权一种基于偏振体光栅的单光磁信号检测系统及方法是由宣艳;李进;张艺;朱熔通;周桓宇;张宽;汪菲菲设计研发完成，并于2024-06-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于偏振体光栅的单光磁信号检测系统及方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于偏振体光栅的单光磁信号检测系统及方法，包括：激光器、前置光路单元、原子气室单元、偏振检测单元以及信号处理单元；所述激光器发出的光经前置光路单元调制为椭圆偏振光，作用在原子气室单元上，使得碱金属原子自旋极化，再经过所述偏振检测单元和信号处理单元采用旋光探测方式测量外界磁场的大小；结合了现有单光式和双光式原子磁强计的优点，结构紧凑、光路精简，采用差分检测的方式抑制了共模噪声，提高了测量精度和灵敏度；通过具有高效偏振手性拆分和大角度单级衍射性能的液晶偏振体光栅薄膜器件来完成光泵浦原子磁共振偏振检测，实现了磁测系统小型化设计，为系统向芯片级靠拢奠定基础。

本发明授权一种基于偏振体光栅的单光磁信号检测系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于偏振体光栅的单光磁信号检测方法，其特征在于，包括： 步骤一、控制器调控激光器发出固定波长的激光光束，作为光源耦合到保偏光纤中，经准直器准直后入射到起偏器，实现偏振的纯化；再通过调节第一四分之一波片与起偏器的夹角，生成椭圆偏振光，其归一化斯托克斯矢量为： ； 其中：起偏器透光轴沿X轴方向，θ1为起偏器透光轴与第一四分之一波片快轴之间的夹角； 步骤二、所述椭圆偏振光照射到原子气室单元上，椭圆偏振光的圆偏振分量用于抽运碱金属原子，线偏振分量用于检测碱金属原子的自旋极化，即产生旋光角； 步骤三、穿过原子气室的激光光束经过第二四分之一波片和液晶偏振体光栅后发生衍射，+1级和0级衍射光分别由第一光电探测器和第二光电探测器接收，且第一光电探测器和第二光电探测器到液晶偏振体光栅中心的距离相同，从而保证两路衍射光的光程相同； 步骤四、第一光电探测器和第二光电探测器的输出端通过差分放大电路将光信号转换为电信号并差分放大，差分后的电信号的震动反映了旋光角的变化，同时差分放大后的电信号被馈送到锁相放大器的输入端，锁相放大器根据外加振荡射频磁场解调光旋信号，最后经信号处理获得待测磁场的大小； 当θ1=π8，θ2=π8或-3π8时，椭圆偏振光对原子气室作用效果较好，且能保证原子气室未加热时从液晶偏振体光栅出射的两束衍射光光强相等； 所述原子气室单元中碱金属原子被圆偏振光抽运，其自旋极化率为： ； 其中：Rrel为碱金属原子的自旋弛豫率，Rpl为左旋圆偏振光抽运率，Rpr为右旋圆偏振光抽运率； 所述旋光角正比于自旋极化率PZ，具体形式为： ； 其中，n为碱金属原子密度，c为光速，re为电子半径，l是气室长度，fD1是振荡强度，D1δʋ是D1线附近的归一化吸收系数； 所述原子气室的穆勒矩阵为： ，所述第二四分之一波片的穆勒矩阵为： ，其中：θ2为起偏器透光轴与第二四分之一波片快轴之间的夹角；可以推导出入射到液晶偏振体光栅的光束归一化斯托克斯矢量为： ；液晶偏振体光栅衍射特性与内部液晶分子螺旋的旋向有关；用于左旋透射式器时：当左旋圆偏振光入射，即入射光与液晶器件旋向一致时，发生单级次衍射，所有能量都集中在+1级，并且出射圆偏振光的旋向变为右旋；当右旋圆偏振光入射时，即入射光与器件旋向相反时，光束直接出射，传播方向和偏振态都不发生改变；自然光可看作左、右旋圆偏振光的叠加，光束被分成能量相等、旋向一致的两束光，一束被衍射，另一束被直接透射； 左旋透射式液晶偏振体光栅各级次的光强衍射效率为：；；其中：Q是由液晶偏振体光栅结构确定的因子，是对应入射光椭圆度的归一化斯托克斯参数； 因此，出射光衍射效率分布情况为:；；当原子气室未加热时，旋光角；为使两束出射光光强相等，需满足条件，前置光路单元将激光光束调制为椭圆偏振光，进一步简化为；因此，两个波片快轴应平行或垂直摆放；所述第一光电探测器和第二光电探测器测到的+1级与0级的差分放大后的电信号D为: ，式中：I0为初始光强、C为常系数，当θ1=π8时，θ2=π8或-3π8；θ1是已知量，所以可以得到差分放大后的电信号和旋光角之间的关系；平行为＋，垂直为－。

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