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一种基于SERF惯性测量原位磁场梯度测量方法

一种基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法
技术领域
1.本发明涉及惯性测量中原位总磁场梯度及各分量磁场梯度测量技术领域，特别是一种基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，其中serf(spin-exchange-relaxation-free)为无自旋交换弛豫，根据核子横向(纵向)弛豫率与纵向(横向)磁场梯度的二次关系得到原子气室内总磁场梯度，通过反转抽运光旋度以及改变静态电流大小测量极化率梯度和静磁场梯度，同时可得到剩磁梯度，从而有利于分析磁场梯度来源机理，降低磁场梯度并提高核子横向弛豫时间，从而提高serf惯性测量系统磁噪声抑制能力，最终提高惯性测量精度。

背景技术：

2.磁场不均匀性对自旋弛豫具有较大的影响。之前研究者们进行了磁场梯度对原子自旋弛豫的理论和实验研究，并推导了由于磁场梯度引起的自旋极化原子横向弛豫速率的理论表达式。此外，由于磁屏蔽、加热膜磁场和线圈不均匀性都会导致serf陀螺磁场的不均匀性(serf，spin-exchange-relaxation-free，无自旋交换弛豫)，从而导致残余磁场弛豫。上述研究均表明，残余磁场梯度导致等效磁场梯度弛豫，这是惰性气体核自旋横向弛豫速率的主要来源。因此，残余磁场梯度可以导致核自旋的快速弛豫。对于基于极化惰性气体实验研究，了解这些机制并补偿残余磁场梯度对自旋弛豫时间的影响非常重要。
3.此外，磁场引起的误差来源于核自旋弛豫率和自旋交换率决定的低频磁场灵敏度。一方面，在原子传感器系统中，磁屏蔽通常用于屏蔽外部磁场，而磁屏蔽能力受到磁屏蔽系统条件的限制。在serf惯性测量中，磁屏蔽结构具有汇聚磁力线的功能，会使得磁屏蔽内部磁力线发生改变，从而降低磁场均匀度，引入磁场梯度。另一方面，线圈的非正交和光-磁场的非正交性可能会导致气室的位置相对于线圈系统的对称中心移动。因此，气室可以感受到系统中的磁场梯度，并且通过梯度场线圈补偿磁场梯度，以抑制低频磁场噪声。

技术实现要素：

4.本发明提供一种基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，针对serf惯性测量中磁场梯度测量问题，厘清各磁场梯度来源，分别对总磁场梯度、极化磁场梯度、静磁场梯度和剩磁场梯度进行测量，它能够解决现有的技术缺陷。
5.本发明的技术解决方案如下：
6.一种基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.步骤一，原子气室通过交流加热方式加热到正常工作状态；
8.步骤二，抽运激光极化电子，电子通过自旋交换碰撞原子来超极化原子使得serf惯性测量装置工作在serf态，检测激光通过探测碱金属电子来反应惯性测量装置信号；
9.步骤三，通过梯度线圈对原子气室总磁场梯度进行原位测量，得到总磁场梯度δb
total
；
10.步骤四，分别测量极化磁场梯度、静磁场梯度和剩磁场梯度。
11.所述步骤一中包括将原子气室加热到170℃以上，用于增加原子密度，原子气室内部的惰性气体用于敏感惯性以及抵抗外界干扰磁场，原子气室内部的碱金属电子用于自旋交换碰撞极化惰性气体核自旋。
12.所述步骤二中的抽运激光来自抽运激光器，所述抽运激光器是分布式布拉格反射激光器dbr，所述步骤二中的检测激光来自检测激光器，所述检测激光器是分布反馈激光器dfb。
13.所述步骤三中包括以下关系式：其中表示核子横向弛豫率，表示电四极矩弛豫，表示自旋破坏弛豫，表示碱金属电子通过自旋交换碰撞极化
21
ne的核自旋交换率，表示横向磁场梯度弛豫，通过利用梯度线圈施加纵向梯度磁场，在不同纵向梯度磁场条件下测量横向弛豫时间，从而根据下式得到纵向磁场梯度和横向弛豫时间的二次抛物线关系：
[0014][0015]
其中v是原子气室体积，是纵向磁场梯度，d
ne-ne
是原子气室的扩散系数，它与气压成反比；r是原子气室半径，γn是核子旋磁比，横向弛豫率的最小值反应为气室总磁场梯度δb
total
。
[0016]
所述步骤四中包括以下极化率计算公式：
[0017][0018]
其中是电子纵向极化率，r
p
为等效抽运光抽运率，sz为电子自旋旋度，为核自旋纵向弛豫率，为混合碱金属原子纵向弛豫率，为原子与混合碱金属之间等效自旋交换率，为混合碱金属与原子之间等效自旋交换率，通过下式计算电子自旋磁场大小：
[0019][0020]
其中b
p
(z)是电子自旋磁场大小，k0为费米接触常数，gs为朗德因子，ub为玻尔磁子，ne为碱金属原子密度，在磁补偿点bc下测得的磁场梯度δb
total1
，通过抽运光旋度方向改变后测得总磁场梯度为δb
total2
，在z轴变化磁场大小δbz后测得总磁场梯度为δb
total3
，抽运光旋度方向改变原理为通过在抽运光入桶方向加半波片，并且波片光轴45
°
放置后得到以下公式：
[0021][0022]
其中g
1/2λ
为半波片琼斯矩阵，es为右旋圆偏振光琼斯矩阵，θ是波片与光轴的角度，这里θ＝45
°
，i是虚数单位；
[0023][0024]
[0025][0026]
其中δb
dc
是求解得到的静磁场梯度，δb
dc1
和δb
dc2
是在z轴变化磁场大小δbz前后的静磁场梯度，δbr是剩余磁场梯度，δb
p1
和δb
p2
是抽运光旋度方向改变前后的电子极化率梯度磁场，δb
p
是求解得到的电子极化率梯度磁场。
[0027]
所述抽运激光来自抽运激光器，所述抽运激光器发射的抽运激光通过依次串联的第二光斑扩束组件、第三线偏振片、第二液晶相位延迟器、第四线偏振片、第二半波片、光隔离器和1/4波片后照射所述原子气室，所述光隔离器依次通过第三光电探测器和第二电控单元连接所述第二液晶相位延迟器；所述检测激光来自检测激光器，所述检测激光器发射的检测激光通过依次串联的第一光斑扩束组件、第一线偏振片、第一液晶相位延迟器、第二线偏振片、第一半波片、格兰泰勒棱镜、分光棱镜、原子气室和第三半波片后进入偏振分束器的输入端，所述偏振分束器的透射端通过第一光电探测器连接差分节点的第一输入端，所述偏振分束器的反射端通过第二光电探测器连接差分节点的第二输入端，所述差分节点的输出端通过daq数据采集卡连接上位机，所述格兰泰勒棱镜依次通过第四光电探测器和第一电控单元连接所述第一液晶相位延迟器；所述原子气室的外围向外依次设置有加热膜、三轴主动磁补偿线圈以及梯度线圈、铁氧体、和坡莫合金。
[0028]
本发明的技术效果如下：本发明一种基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，通过加热，抽运激光极化电子，电子超极化原子，梯度线圈对原子气室总磁场梯度进行原位测量，分别测量极化磁场梯度、静磁场梯度和剩磁场梯度等步骤，厘清各磁场梯度来源并进行测量，从而降低磁场梯度，最终抑制serf惯性测量的磁噪声误差和漂移。本研究对象最终可用于超高精度惯性和灵敏度测量。
附图说明
[0029]
图1是实施本发明一种基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法所使用的serf惯性测量装置结构示意图。
[0030]
图2是轴向梯度线圈及其磁场-位移变化的仿真拟合示意图。图2中的仿真拟合左图为通过有限元仿真软件comsol仿真梯度线圈的磁场，通过为梯度线圈施加1ma的电流得到对应的梯度磁场，从而得到其理论线圈常数。通过图2中的右图可以看出纵向梯度线圈在x轴线圈常数为3.856nt/cm/ma，y轴线圈常数为3.842nt/cm/ma，z轴线圈常数为7.694nt/cm/ma(纳特/厘米/毫安)。
[0031]
图3是总磁场梯度测量结果示意图。图3中包括在170℃、180℃、190℃三个温度条件下通过改变纵向磁场梯度来得到核子横向弛豫率的关系，从而原位测量总磁场梯度。图3中可以看出170℃下总磁场梯度为-14.86nt/cm，180℃条件下总磁场梯度为-25.62nt/cm，190℃条件下总磁场梯度为-43.02nt/cm。横向弛豫率是横向弛豫时间的倒数。图3中纵坐标是核子横向弛豫率(1/s)，纵坐标刻度值为0、0.01、0.02、
···
、0.05；横坐标是纵向磁场梯度dbz/dz(nt/cm)，bz表示纵向磁场，即z轴方向磁场，横坐标刻度值为-150、-100、-50、0、50、100。图3中横向弛豫率与纵向磁场梯度具有二次抛物线关系。
[0032]
附图标记列示如下：1-检测激光器；2-第一光斑扩束组件(包括两个透镜)；3-第一线偏振片；4-第一液晶相位延迟器；5-第二线偏振片；6-第一半波片；7-格兰泰勒棱镜；8-分
光棱镜；9-第一电控单元(ecu)；10-抽运激光器；11-第二光斑扩束组件(包括两个透镜)；12-第三线偏振片；13-第二液晶相位延迟器；14-第四线偏振片；15-第二半波片；16-光隔离器；17-1/4波片；18-铁氧体；19-坡莫合金；20-原子气室；21-三轴主动磁补偿线圈以及梯度线圈；22-加热膜；23-第三半波片；24-第一光电探测器；25-第二光电探测器；26-偏振分束器；27-上位机；28-第二电控单元(ecu)；29-第三光电探测器；30-第四光电探测器；31-daq数据采集卡。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图(图1-图3)和实施例对本发明进行说明。
[0034]
图1是实施本发明一种基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法所使用的serf惯性测量装置结构示意图。图2是轴向梯度线圈及其磁场-位移变化的仿真拟合示意图。图3是总磁场梯度测量结果示意图。参考图1至图3所示，一种基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，包括以下步骤：步骤一，原子气室通过交流加热方式加热到正常工作状态；步骤二，抽运激光极化电子，电子通过自旋交换碰撞原子来超极化原子使得serf惯性测量装置工作在serf态，检测激光通过探测碱金属电子来反应惯性测量装置信号；步骤三，通过梯度线圈对原子气室总磁场梯度进行原位测量，得到总磁场梯度δb
total
；步骤四，分别测量极化磁场梯度、静磁场梯度和剩磁场梯度。
[0035]
所述步骤一中包括将原子气室加热到170℃以上，用于增加原子密度，原子气室内部的惰性气体用于敏感惯性以及抵抗外界干扰磁场，原子气室内部的碱金属电子用于自旋交换碰撞极化惰性气体核自旋。所述步骤二中的抽运激光来自抽运激光器，所述抽运激光器是分布式布拉格反射激光器dbr，所述步骤二中的检测激光来自检测激光器，所述检测激光器是分布反馈激光器dfb。所述步骤三中包括以下关系式：其中表示核子横向弛豫率，表示电四极矩弛豫，表示自旋破坏弛豫，表示碱金属电子通过自旋交换碰撞极化
21
ne的核自旋交换率，表示横向磁场梯度弛豫，通过利用梯度线圈施加纵向梯度磁场，在不同纵向梯度磁场条件下测量横向弛豫时间，从而根据下式得到纵向磁场梯度和横向弛豫时间的二次抛物线关系：
[0036][0037]
其中v是原子气室体积，是纵向磁场梯度，d
ne-ne
是原子气室的扩散系数，它与气压成反比；r是原子气室半径，γn是核子旋磁比，横向弛豫率的最小值反应为气室总磁场梯度δb
total
。
[0038]
所述步骤四中包括以下极化率计算公式：
[0039][0040]
其中是电子纵向极化率，r
p
为等效抽运光抽运率，sz为电子自旋旋度，为核自旋纵向弛豫率，为混合碱金属原子纵向弛豫率，为原子与混合碱金属之间等效自旋
交换率，为混合碱金属与原子之间等效自旋交换率，通过下式计算电子自旋磁场大小：
[0041][0042]
其中b
p
(z)是电子自旋磁场大小，k0为费米接触常数，gs为朗德因子，ub为玻尔磁子，ne为碱金属原子密度，在磁补偿点bc下测得的磁场梯度δb
total1
，通过抽运光旋度方向改变后测得总磁场梯度为δb
total2
，在z轴变化磁场大小δbz后测得总磁场梯度为δb
total3
，抽运光旋度方向改变原理为通过在抽运光入桶方向加半波片，并且波片光轴45
°
放置后得到以下公式：
[0043][0044]
其中g
1/2λ
为半波片琼斯矩阵，es为右旋圆偏振光琼斯矩阵，θ是波片与光轴的角度，这里θ＝45
°
，i是虚数单位；
[0045][0046][0047][0048]
其中δb
dc
是求解得到的静磁场梯度，δb
dc1
和δb
dc2
是在z轴变化磁场大小δbz前后的静磁场梯度，δbr是剩余磁场梯度，δb
p1
和δb
p2
是抽运光旋度方向改变前后的电子极化率梯度磁场，δb
p
是求解得到的电子极化率梯度磁场。
[0049]
所述抽运激光来自抽运激光器10，所述抽运激光器10发射的抽运激光通过依次串联的第二光斑扩束组件11、第三线偏振片12、第二液晶相位延迟器13、第四线偏振片14、第二半波片15、光隔离器16和1/4波片17后照射所述原子气室20，所述光隔离器16依次通过第三光电探测器29和第二电控单元28连接所述第二液晶相位延迟器13；所述检测激光来自检测激光器1，所述检测激光器1发射的检测激光通过依次串联的第一光斑扩束组件2、第一线偏振片3、第一液晶相位延迟器4、第二线偏振片5、第一半波片6、格兰泰勒棱镜7、分光棱镜8、原子气室20和第三半波片23后进入偏振分束器26的输入端，所述偏振分束器26的透射端通过第一光电探测器24连接差分节点的第一输入端，所述偏振分束器26的反射端通过第二光电探测器25连接差分节点的第二输入端，所述差分节点的输出端通过daq数据采集卡31连接上位机27，所述格兰泰勒棱镜7依次通过第四光电探测器30和第一电控单元9连接所述第一液晶相位延迟器4；所述原子气室20的外围向外依次设置有加热膜22、三轴主动磁补偿线圈以及梯度线圈21、铁氧体18、和坡莫合金19。
[0050]
本发明针对serf惯性测量中磁场梯度测量问题，厘清各磁场梯度来源，分别对总磁场梯度、极化磁场梯度、静磁场梯度和剩磁场梯度进行了测量，它能够解决现有的技术缺陷。
[0051]
本发明一种基于serf惯性测量中原位磁场梯度测量方法，包括如下所示步骤：
[0052]
步骤一：原子气室通过交流加热方式加热到可以正常工作的状态；
[0053]
步骤二：抽运激光极化电子，电子通过自选交换碰撞原子来超极化原子使得serf
惯性测量装置到到可以正常工作serf态，检测激光通过探测碱金属电子来反应惯性测量装置信号；
[0054]
步骤三：通过梯度线圈对原子气室总磁场梯度进行原位测量，得到总磁场梯度为δb
total1
；
[0055]
步骤四：分别测量极化磁场梯度、静磁场梯度和剩磁场梯度。
[0056]
所述的步骤一中将原子气室加热到170℃以上，用于增加原子密度，所述的原子气室内部的惰性气体用于敏感惯性以及抵抗外界干扰磁场，碱金属电子用于自旋交换碰撞极化惰性气体核自旋。步骤二中抽运激光器是分布式布拉格反射激光器(dbr)，检测激光器是分布反馈激光器(dfb)。
[0057]
所述的步骤三中核子横向弛豫率受电四极矩弛豫自旋破坏弛豫碱金属电子通过自旋交换碰撞极化
21
ne核自旋的自旋交换率横向磁场梯度弛豫的影响。
[0058][0059]
其中，是电四极矩弛豫、是横向磁场梯度弛豫、是自旋破坏弛豫、是碱金属电子通过自旋交换碰撞极化
21
ne核自旋的自旋交换率。
[0060]
所述的步骤四中极化磁场梯度通过认为左旋圆偏振泵浦光和右旋圆偏振泵浦光的圆偏振态sz值基本相同。原子在左旋和右旋圆极化抽运下几乎达到相同的极化速率。因此，通过改变泵浦光的偏振态，从左旋圆偏振变为右旋圆偏振，从而可以逆转电子极化率磁场梯度的方向。
[0061]
抽运光束由中心频率为770.108nm(k原子d1谐振线)的分布式布拉格反射镜(dbr)激光器产生，抽运路径中的四分之一波片将线偏振激光器转换为圆偏振状态，并使用一对平凸透镜扩展泵浦光束。检测光束由中心频率为795.311nm(rb d1共振线蓝侧约0.3nm)的分布反馈(dfb)激光器产生，格兰-泰勒偏振器(gt-5，thorlabs)可以将激光净化为更好的线偏振激光。
[0062]
所述的梯度线圈采用如图2所示一阶纵向梯度线圈：dbz/dz，加工工艺采用柔性电路板(fpc)。
[0063]
所述的横向(纵向)磁场梯度弛豫与纵向(横向)磁场梯度成二次抛物线关系。
[0064]
所述的逆转极化磁场梯度通过认为左旋圆偏振抽运光和右旋圆偏振泵浦光的圆偏振态值基本相同。原子在左旋和右旋圆极化抽运下几乎达到相同的极化速率。通过改变抽运光的偏振态，从左旋圆偏振变为右旋圆偏振，从而可以逆转电子极化率磁场梯度的方向。通过抽运光旋度方向改变原理为通过在抽运光入桶方向加半波片，并且波片光轴45
°
放置。
[0065][0066]g1/2λ
为半波片琼斯矩阵，es为右旋圆偏振光琼斯矩阵。
[0067]
重复步骤三，测试此时总磁场梯度为δb
total2
，在磁补偿点bc下测得的磁场梯度为δb
total1
，联立总磁场梯度关系如下：
[0068][0069]
其中δb
dc
是静磁场梯度主要由磁场线圈的不均匀性产生，δbr是剩余磁场梯度主要由磁屏蔽系统屏蔽性能决定，δb
p1
和δb
p2
都是电子极化率梯度磁场，同理，测试总磁场梯度为δb
total3
，当其中一个磁场梯度被改变时，整个内部梯度就会改变。
[0070]
假设z轴开始在磁补偿点bc下测得的磁场梯度为δb
total1
，然后z轴变化磁场大小为δbz，测得此时磁场梯度为δb
total3
。因为静磁场梯度主要由线圈不均匀的产生，因此其改变后的静磁场梯度为
[0071][0072]
当其中一个磁场梯度被改变时，整个内部梯度就会改变，此时总磁场梯度δb
total1
和δb
total3
分别为
[0073][0074]
最终得到极化率磁场梯度和静磁场梯度，进而得到剩磁场梯度。
[0075]
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

技术特征：

1.一种基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，原子气室通过交流加热方式加热到正常工作状态；步骤二，抽运激光极化电子，电子通过自旋交换碰撞原子来超极化原子使得serf惯性测量装置工作在serf态，检测激光通过探测碱金属电子来反应惯性测量装置信号；步骤三，通过梯度线圈对原子气室总磁场梯度进行原位测量，得到总磁场梯度δb
total
；步骤四，分别测量极化磁场梯度、静磁场梯度和剩磁场梯度。2.根据权利要求1所述的基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，其特征在于，所述步骤一中包括将原子气室加热到170℃以上，用于增加原子密度，原子气室内部的惰性气体用于敏感惯性以及抵抗外界干扰磁场，原子气室内部的碱金属电子用于自旋交换碰撞极化惰性气体核自旋。3.根据权利要求1所述的基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，其特征在于，所述步骤二中的抽运激光来自抽运激光器，所述抽运激光器是分布式布拉格反射激光器dbr，所述步骤二中的检测激光来自检测激光器，所述检测激光器是分布反馈激光器dfb。4.根据权利要求1所述的基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，其特征在于，所述步骤三中包括以下关系式：其中表示核子横向弛豫率，表示电四极矩弛豫，表示自旋破坏弛豫，表示碱金属电子通过自旋交换碰撞极化
21
ne的核自旋交换率，表示横向磁场梯度弛豫，通过利用梯度线圈施加纵向梯度磁场，在不同纵向梯度磁场条件下测量横向弛豫时间，从而根据下式得到纵向磁场梯度和横向弛豫时间的二次抛物线关系：其中v是原子气室体积，是纵向磁场梯度，d
ne-ne
是原子气室的扩散系数，它与气压成反比；r是原子气室半径，γ
n
是核子旋磁比，横向弛豫率的最小值反应为气室总磁场梯度δb
total
。5.根据权利要求1所述的基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，其特征在于，所述步骤四中包括以下极化率计算公式：其中是电子纵向极化率，r
p
为等效抽运光抽运率，s
z
为电子自旋旋度，为核自旋纵向弛豫率，为混合碱金属原子纵向弛豫率，为原子与混合碱金属之间等效自旋交换率，为混合碱金属与原子之间等效自旋交换率，通过下式计算电子自旋磁场大小：其中b
p
(z)是电子自旋磁场大小，k0为费米接触常数，g
s
为朗德因子，u
b
为玻尔磁子，n
e
为碱金属原子密度，在磁补偿点b
c
下测得的磁场梯度δb
total1
，通过抽运光旋度方向改变后测得总磁场梯度为δb
total2
，在z轴变化磁场大小δb
z
后测得总磁场梯度为δb
total3
，抽运光旋度方向改变原理为通过在抽运光入桶方向加半波片，并且波片光轴45
°
放置后得到以下公
式：其中g
1/2λ
为半波片琼斯矩阵，e
s
为右旋圆偏振光琼斯矩阵，θ是波片与光轴的角度，这里θ＝45
°
，i是虚数单位；，i是虚数单位；，i是虚数单位；其中δb
dc
是求解得到的静磁场梯度，δb
dc1
和δb
dc2
是在z轴变化磁场大小δb
z
前后的静磁场梯度，δb
r
是剩余磁场梯度，δb
p1
和δb
p2
是抽运光旋度方向改变前后的电子极化率梯度磁场，δb
p
是求解得到的电子极化率梯度磁场。6.根据权利要求1所述的基于serf惯性测量原位磁场梯度测量方法，其特征在于，所述抽运激光来自抽运激光器，所述抽运激光器发射的抽运激光通过依次串联的第二光斑扩束组件、第三线偏振片、第二液晶相位延迟器、第四线偏振片、第二半波片、光隔离器和1/4波片后照射所述原子气室，所述光隔离器依次通过第三光电探测器和第二电控单元连接所述第二液晶相位延迟器；所述检测激光来自检测激光器，所述检测激光器发射的检测激光通过依次串联的第一光斑扩束组件、第一线偏振片、第一液晶相位延迟器、第二线偏振片、第一半波片、格兰泰勒棱镜、分光棱镜、原子气室和第三半波片后进入偏振分束器的输入端，所述偏振分束器的透射端通过第一光电探测器连接差分节点的第一输入端，所述偏振分束器的反射端通过第二光电探测器连接差分节点的第二输入端，所述差分节点的输出端通过daq数据采集卡连接上位机，所述格兰泰勒棱镜依次通过第四光电探测器和第一电控单元连接所述第一液晶相位延迟器；所述原子气室的外围向外依次设置有加热膜、三轴主动磁补偿线圈以及梯度线圈、铁氧体、和坡莫合金。

技术总结

一种基于SERF惯性测量原位磁场梯度测量方法，其中SERF(Spin-Exchange-Relaxation-Free)为无自旋交换弛豫，根据核子横向(纵向)弛豫率与纵向(横向)磁场梯度的二次关系得到原子气室内总磁场梯度，通过反转抽运光旋度以及改变静态电流大小测量极化率梯度和静磁场梯度，同时可得到剩磁梯度，从而有利于分析磁场梯度来源机理，降低磁场梯度并提高核子横向弛豫时间，从而提高SERF惯性测量系统磁噪声抑制能力，最终提高惯性测量精度。最终提高惯性测量精度。最终提高惯性测量精度。