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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碱金属原子密度的在线无损测量稳定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：CN116773517B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03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：202310566477.5，技术领域涉及：G01N21/84；该发明授权一种碱金属原子密度的在线无损测量稳定方法是由全伟;刘泽华;王瑞钢;王卓;范文峰设计研发完成，并于2023-05-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种碱金属原子密度的在线无损测量稳定方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种碱金属原子密度的在线无损测量稳定方法，为实时稳定控制SERF磁强计和共磁计的原子气室中碱金属原子密度的提供了一种可行的方案。本发明以碱金属原子密度为研究对象，针对原子气室内碱金属原子密度需要长期稳定的要求，首先建立了光功率在原子气室内传播的损耗模型，再利用朗伯比尔定律融合气室进光与出光数据，对气室内的原子密度进行计算，原子密度与原子气室的温度有关，将密度波动作为误差量，控制加热膜的驱动电压，进而稳定气室内的原子密度。本发明中的测量方法是一种实时无破坏性的碱金属原子密度的测量方法，保证了碱金属原子密度的长期稳定性和抗干扰性。

本发明授权一种碱金属原子密度的在线无损测量稳定方法在权利要求书中公布了：1.一种碱金属原子密度的在线无损测量稳定方法，其特征在于，包括以原子自旋测量装置中的碱金属原子密度为研究对象，针对原子气室内碱金属原子密度需要长期稳定的要求，建立光功率在原子气室内传播的气室光学损耗模型，再利用朗伯比尔定律融合气室入射光与出射光数据，对原子气室内的碱金属原子密度进行计算，碱金属原子密度与原子气室的温度有关，将碱金属原子密度波动作为误差量，控制加热膜的驱动电压，进而稳定原子气室内的原子密度； 所述在线无损测量稳定方法包括以下步骤： 步骤一、构建原子气室的总光学损耗模型：对其中参数进行辨识，调整DFB的抽运激光的频率到工作频率，并给三维磁补偿线圈适当激励以使系统处于弱磁状态，从机理考虑光学折射、散射、原子气室特性，构建含有待定参数的光学损耗模型，烤箱不对原子气室加热，即室温状态下，通过调节LCVR控制电压设定值来调节不同实验条件下的入射光功率，根据实际的数据拟合出原子气室的总光学损耗模型的参数； 步骤二、实时测量原子密度：在步骤一的工作环境基础上，给加热膜一个适当的控制电压，加热原子气室，通过数据采集模块采集入射气室与出射气室的光功率，利用基于朗伯比尔定律构建的原子密度模型，结合室温下的光学损耗模型，计算气室内实时的碱金属原子密度； 步骤三、利用步骤二的实时的碱金属原子密度，通过与碱金属原子密度设定值做差，得到碱金属原子密度的误差信息，通过上位机的PID模块，调整加热膜的控制电压，达到在原子自旋系统运作时，实时稳定原子密度的目的； 所述的原子气室是量子惯性测量领域中广泛使用的球形原子气室，考虑气室的总光学损耗模型，考虑原子气室壁引起的光学损耗，考虑由气体分子引起的散射损失，原子气室的总光学损耗用表示，模型构建为，是激光入射到气室上的功率，是待定系数，为除碱金属原子外其他气体原子数密度，为气室长度，为散射截面，，是室温下的出射光光功率，通过实际数据拟合出原子气室的总光学损耗模型； 所述的步骤二中，基于朗伯比尔定律，碱金属原子密度在线测量方法利用了入射与出射气室的光功率的数据，以及室温下原子气室光学损耗的模型，朗伯比尔定律用微分方程描述了泵浦速率沿传播方向的衰减，原子密度与泵浦率之间的关系可以表示为，其中为泵浦速率，为碱金属原子数密度，为吸收截面，是气室在z点的极化率，是原子的纵向弛豫率；定义气室左侧内壁为原点，定义抽运光方向为z轴正方向，则，是距离，和分别是原点和z点的泵浦速率，进一步由，可以得到原子密度，泵浦速率由光功率得到，根据泵浦速率与光功率的关系，，是z点的光功率，是泵浦速率与泵浦光功率的转换系数，将公式中的泵浦速率换为光功率，进而得到原子密度。

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