超高灵敏度原子磁力仪

超高灵敏度原子磁力仪

杨美云

新一代小型超高灵敏度原子磁力仪正在开发并集成到生物、国防系统。这些新系统聚集在MEMS系统，原子物理，光学，电磁学，和数据在总磁场方面的检测方法，提高灵敏度同时达到大幅减少尺寸，重量和功耗。规模非常小传感器（约几立方厘米的数量级）已被证明在标量和矢量模式下集成到各种应用设计。我们工作是重点对这些传感器的实际集成到应用台。在工作环境使用影响的这些传感器噪声，解决信噪比，提高检测概率和环境噪声缓解进行了优化。这有效地进行开发工作的传感器模块，对地球磁场的各种军事目标探测，定位和鉴定任务是突显的。我们研究缓解环境噪声以及传感器阵列的发展和相关联的数据采集系统。尤其是，我们传感器控制独特的理念，针对地理定位，和数据处理。重点放在原型与特定带宽敏感量身定做的应用的子集，在生物医学应用，如磁图（MCG）和脑磁图（MEG）是已越来越明显和小型无人地面，无人海底和无人机等感兴趣的目标。应用范围包括：配置为海底和地下的威胁检测 -

尤其是那些相关有静止或移动的炸药和非金属目标，如弹药，水雷威胁设备，潜艇和其他危险物品。我们展示的潜力的微型磁传感器的当前和未来的功能，其中包括非常高的磁场灵敏度，带宽的选择性，MC U控制和阵列处理。

其特点：

1、灵敏度可达到0.54fT/Hz1/2，空间分辨率达到毫米级。在弱磁场中，这种磁

力仪的灵敏度可能达到10-

18T的数量级，比SQUID灵敏1000倍，并且这种磁力仪不需要低温条件。

2、高准确识别非金属固体和液体含有氢或氮原子。检测生物磁场、液体炸弹等。

3、体积小、光纤耦合的设计

4、环境噪声优化。

我的介绍。 在过去的五年里,我们的团队在NIST开发了 小原子磁力仪用方法制作的

来自微电子机械系统(MEMS)。在 大多数情况下,这些磁力计依赖于精确的频率 原子转换测量磁敏感 碱原子蒸气细胞。低功率二极管激光光 泵的原子,并创建一个磁偏振。他们可以

然后在磁场拉莫尔进动频率,和 旋进可以检测到调制在调查 激光[1]。使小型化原子磁力仪,

MEMS技术用于制造碱蒸气细胞 [2]、细胞加热器和光学组件。这些组件

与低功耗集成二极管激光器和光敏二极管吗 到物理包附近10 mm3的大小。