[科普中國]-光泵磁力儀

光泵磁力儀（optical-pumping magnetometer）光泵磁力儀是以氦、汞、氮、氫以及堿金屬銣、銫等元素的原子在外磁場中產(chǎn)生的塞曼分裂為基礎(chǔ)，并采用光泵和磁共振技術(shù)研制成的磁力儀。12

釋義光泵磁力儀是以氦、汞、氮、氫以及堿金屬銣、銫等元素的原子在外磁場中產(chǎn)生的塞曼分裂為基礎(chǔ)，并采用光泵和磁共振技術(shù)研制成的。由于采用磁共振元素不同，光泵磁力儀分為氦磁力儀和堿金屬磁力儀；按采用的電路不同可分為自激式磁力儀和跟蹤式磁力儀。光泵磁力儀之所以能測量磁場，是基于上述元素在特定條件下，能發(fā)生磁共振吸收現(xiàn)象（稱為光泵吸收），而發(fā)生這種現(xiàn)象時的電場頻率與樣品所在地的外磁場強度成比例關(guān)系。只要能準(zhǔn)確測定這個頻率，即可獲取準(zhǔn)確的外磁場強度。1

原理因為由光泵作用排列好的原子磁矩，在特定頻率的交變電磁場的作用下，又將產(chǎn)生共振吸收作用，打亂原子的排列情況。發(fā)生共振吸收現(xiàn)象的電磁場的頻率與樣品所在點的外磁場強度成一比例關(guān)系，故測定這一頻率就可以測出外磁場的值。常用的工作元素有；鉀(K39)；銣(Rb87，Rb85)；銫(Cs133)；氦(He4，He3)等。光泵磁力儀按線路結(jié)構(gòu)特點又可分為跟蹤式及自激式兩大類。這類磁力儀的特點是靈敏度高，可達±0.01伽馬（即nT），可以測定總磁場強度的絕對值，沒有零點掉格及溫度影響，工作時不需準(zhǔn)確定向，適于在運動條件下進行高精度快速連續(xù)測量，如航空磁測和海洋磁測等。2

特點光泵磁力儀同質(zhì)子旋進磁力儀一樣，它也是屬于磁共振類儀器。但光泵磁力儀利用的原理是電子的順磁共振現(xiàn)象。而質(zhì)子旋進磁力儀利用的是核磁共振。光泵磁力儀是實際生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)應(yīng)用中靈敏度較高的一種磁測儀器，相比于質(zhì)子旋進磁力儀，該磁力儀具有以下特點：
（1）靈敏度高，一般為0.01nT量級，理論靈敏度高達0.01～0.0001nT；
（2）響應(yīng)頻率高，可在快速變化中進行測量；
（3）可測量地磁場的總向量口及其分量，并能進行連續(xù)測量。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

楊剛 - 教授 - 西南大學(xué)