JP2013108833A - Magnetic field measuring apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a magnetic field while suppressing influence of a disturbance magnetic field existing in a direction other than a magnetic field direction to be measured.SOLUTION: A magnetic field measuring apparatus 9 includes an irradiation part 1, a gas cell 2, a measurement part (a polarization separator 3, a light receiving part 4 and a signal processing circuit 5), and a tracking mechanism 7. The gas cell 2 encloses gas atoms in its inside. An adjustment part 72 in the tracking mechanism 7 moves and adjusts a conversion part 12 so that a disturbance magnetic field direction detected by the detection part 71 is coincident with a vibration direction of a magnetic field of linearly polarized light included in irradiation light radiated to the gas cell 2 through the conversion part 12. The measurement part is irradiated with irradiation light from the irradiation part 1 and measures a rotation angle of a polarization plane of irradiation light transmitted through the gas atom.

Description

本発明は、光を利用した磁場測定装置に関する。   The present invention relates to a magnetic field measuring apparatus using light.

光を利用した磁場測定装置は、心臓からの磁場(心磁)や脳からの磁場(脳磁)などの生体から発生する微小な磁場を測定するもので、医療画像診断装置などへの応用が期待されている。磁場の測定には、アルカリ金属原子などのガスを封入した素子を用いる。この素子にポンプ光を照射することで素子内の原子のエネルギーが磁場に応じて励起され、この素子を透過したプローブ光の偏光面は磁気光学効果により回転する。磁場測定装置は、この偏光面の回転角度を磁場情報として測定する。
これらの磁場測定装置の感度を向上させる研究が行われている。特許文献1には、検出信号強度を増大させることによって、より高感度な磁場検出を可能にする光ポンピング磁力計が開示されている。
A magnetic field measurement device using light measures a minute magnetic field generated from a living body such as a magnetic field from the heart (magnetomagnetic field) or a magnetic field from the brain (magnetomagnetic field). Expected. For the measurement of the magnetic field, an element in which a gas such as an alkali metal atom is enclosed is used. By irradiating this element with pump light, the energy of atoms in the element is excited according to the magnetic field, and the polarization plane of the probe light transmitted through this element is rotated by the magneto-optic effect. The magnetic field measuring apparatus measures the rotation angle of this polarization plane as magnetic field information.
Research has been conducted to improve the sensitivity of these magnetic field measuring devices. Patent Document 1 discloses an optical pumping magnetometer that enables more sensitive magnetic field detection by increasing the detection signal intensity.

特開2009−236599号公報JP 2009-236599 A

しかしながら、特許文献1に開示された磁力計では、測定すべき磁場方向以外の方向に外乱となる磁場(以下、外乱磁場ともいう)が存在すると、感度が低下するという問題がある。また、外乱磁場の方向は予測できないことがあり、磁場の測定中に変動することもある。   However, the magnetometer disclosed in Patent Document 1 has a problem in that the sensitivity decreases when a magnetic field that causes disturbance in a direction other than the magnetic field direction to be measured (hereinafter also referred to as a disturbance magnetic field) exists. Also, the direction of the disturbing magnetic field may not be predictable and may vary during the measurement of the magnetic field.

本発明は、測定すべき磁場方向以外の方向に存在する外乱磁場の影響を抑制するように、その外乱磁場に応じて磁場を測定することを目的とする。   An object of this invention is to measure a magnetic field according to the disturbance magnetic field so that the influence of the disturbance magnetic field which exists in directions other than the magnetic field direction which should be measured may be suppressed.

上述した課題を解決するため、本発明に係る磁場測定装置は、内部に気体原子が封入されたガスセルと、直線偏光を含む照射光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、決められた測定方向に沿って照射する照射部と、前記測定方向に垂直な方向の中から磁場が最も強い方向を検知する検知部と、前記検知部が検知した方向と前記直線偏光の電場の振動方向とが合うように、前記照射光を調節する調節部と、前記照射部により照射され、前記気体原子を透過した照射光の偏光面の回転角度を計測する計測部とを具備することを特徴とする。
この構成によれば、測定すべき磁場方向以外の方向に存在する外乱磁場の影響を抑制するように、その外乱磁場に応じて磁場を測定することができる。
In order to solve the above-described problem, the magnetic field measurement apparatus according to the present invention is configured to determine a gas cell in which gas atoms are sealed and irradiation light including linearly polarized light with respect to the gas atoms sealed in the gas cell. An irradiating unit that irradiates along the measuring direction, a detecting unit that detects a direction in which the magnetic field is the strongest among directions perpendicular to the measuring direction, a direction detected by the detecting unit, and a vibration direction of the electric field of the linearly polarized light And an adjustment unit that adjusts the irradiation light, and a measurement unit that measures the rotation angle of the polarization plane of the irradiation light irradiated by the irradiation unit and transmitted through the gas atoms, To do.
According to this configuration, the magnetic field can be measured according to the disturbance magnetic field so as to suppress the influence of the disturbance magnetic field existing in a direction other than the magnetic field direction to be measured.

好ましくは、前記照射部は、前記照射光を光ファイバーによってガスセルに導くとよい。
この構成によれば、光ファイバーによって照射光をガスセルに導かない場合に比較して、照射部の大きさや配置についての制約を減らすことができる。
Preferably, the irradiation unit may guide the irradiation light to the gas cell by an optical fiber.
According to this configuration, restrictions on the size and arrangement of the irradiation unit can be reduced as compared with the case where the irradiation light is not guided to the gas cell by the optical fiber.

また、本発明に係る磁場測定装置は、内部に気体原子が封入されたガスセルと、決められた測定方向に垂直な方向の中から磁場が最も強い方向を検知する検知部と、円偏光成分を含むポンプ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記測定方向に垂直な方向に沿って照射するポンプ光照射部と、直線偏光を含むプローブ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記測定方向、および前記ポンプ光が照射される方向の両方に垂直な方向に沿って照射するプローブ光照射部と、前記プローブ光照射部により照射され、前記気体原子を透過したプローブ光の偏光面の回転角度を計測する計測部と、前記検知部によって検知された方向に沿って前記ポンプ光が照射されるように、前記ポンプ光照射部、前記プローブ光照射部、および前記計測部の各位置を調整する調整部とを具備することを特徴とする。
この構成によれば、測定すべき磁場方向以外の方向に存在する外乱磁場の影響を抑制するように、その外乱磁場に応じて磁場を測定することができる。
The magnetic field measurement apparatus according to the present invention includes a gas cell in which gas atoms are enclosed, a detection unit that detects a direction in which the magnetic field is strongest among directions perpendicular to a predetermined measurement direction, and a circularly polarized light component. A pump light irradiating unit for irradiating a gas atom enclosed in the gas cell along a direction perpendicular to the measurement direction, and a gas enclosed in the gas cell with a probe light containing linearly polarized light. A probe light irradiating unit that irradiates atoms along a direction perpendicular to both the measurement direction and the direction in which the pump light is irradiated, and is irradiated by the probe light irradiating unit and transmitted through the gas atoms A measurement unit that measures the rotation angle of the polarization plane of the probe light, and the pump light irradiation unit and the probe light irradiation unit so that the pump light is irradiated along the direction detected by the detection unit. And characterized by comprising an adjusting unit for adjusting the respective positions of the measuring unit.
According to this configuration, the magnetic field can be measured according to the disturbance magnetic field so as to suppress the influence of the disturbance magnetic field existing in a direction other than the magnetic field direction to be measured.

好ましくは、前記ポンプ光照射部は、前記ポンプ光を光ファイバーによってガスセルに導き、前記プローブ光照射部は、前記プローブ光を光ファイバーによってガスセルに導くとよい。
この構成によれば、光ファイバーによってポンプ光およびプローブ光をガスセルに導かない場合に比較して、ポンプ光照射部およびプローブ光照射部の大きさや配置についての制約を減らすことができる。
Preferably, the pump light irradiation unit guides the pump light to the gas cell by an optical fiber, and the probe light irradiation unit guides the probe light to the gas cell by an optical fiber.
According to this configuration, restrictions on the size and arrangement of the pump light irradiation unit and the probe light irradiation unit can be reduced as compared with the case where the pump light and the probe light are not guided to the gas cell by the optical fiber.

また、本発明に係る磁場測定装置は、内部に気体原子が封入されたガスセルと、磁場が最も強い方向を検知方向として検知する検知部と、直線偏光を含む照射光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記検知部によって検知された検知方向に垂直な方向である測定方向に沿って照射する照射部と、前記照射部により照射され、前記気体原子を透過した照射光の偏光面の回転角度を計測する計測部と前記検知方向と前記直線偏光の電場の振動方向とが合うように、前記照射光を調節するとともに、前記ガスセル、前記照射部、および前記計測部の位置を調整する調整部とを具備することを特徴とする。
この構成によれば、外乱磁場に応じてその影響を受け難い方向を測定すべき磁場方向と定め、その磁場を測定することができる。
The magnetic field measuring apparatus according to the present invention includes a gas cell in which gas atoms are enclosed, a detection unit that detects a direction in which the magnetic field is strongest as a detection direction, and irradiation light including linearly polarized light, which is enclosed in the gas cell. The irradiation unit that irradiates the gas atoms along a measurement direction that is perpendicular to the detection direction detected by the detection unit, and the polarization of the irradiation light that is irradiated by the irradiation unit and transmitted through the gas atoms Adjusting the irradiation light so that the measurement unit for measuring the rotation angle of the surface matches the detection direction and the vibration direction of the electric field of the linearly polarized light, and positions of the gas cell, the irradiation unit, and the measurement unit And an adjusting unit for adjusting.
According to this configuration, it is possible to determine the direction that is not easily affected by the disturbance magnetic field as the magnetic field direction to be measured, and measure the magnetic field.

また、本発明に係る磁場測定装置は、内部に気体原子が封入されたガスセルと、磁場が最も強い方向を検知方向として検知する検知部と、円偏光成分を含むポンプ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して照射するポンプ光照射部と、直線偏光を含むプローブ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記ポンプ光が照射される方向に垂直な方向に沿って照射するプローブ光照射部と、前記プローブ光照射部により照射され、前記気体原子を透過したプローブ光の偏光面の回転角度を計測する計測部と、前記検知部によって検知された検知方向に沿って前記ポンプ光が照射されるように、前記ポンプ光照射部、前記プローブ光照射部、および前記計測部の各位置を調整する調整部とを具備することを特徴とする。
この構成によれば、外乱磁場に応じてその影響を受け難い方向を測定すべき磁場方向と定め、その磁場を測定することができる。
The magnetic field measuring apparatus according to the present invention encloses a gas cell in which gas atoms are enclosed, a detection unit that detects a direction in which the magnetic field is strongest as a detection direction, and pump light including a circularly polarized component in the gas cell. A pump light irradiating unit for irradiating the emitted gas atoms and a probe light including linearly polarized light along a direction perpendicular to the direction in which the pump light is applied to the gas atoms sealed in the gas cell. Along with the detection direction detected by the detection part detected by the probe light irradiation part to irradiate, the measurement part which measures the rotation angle of the polarization plane of the probe light irradiated by the probe light irradiation part and transmitted through the gas atom An adjustment unit that adjusts each position of the pump light irradiation unit, the probe light irradiation unit, and the measurement unit so as to be irradiated with the pump light is provided.
According to this configuration, it is possible to determine the direction that is not easily affected by the disturbance magnetic field as the magnetic field direction to be measured, and measure the magnetic field.

第1実施形態に係る磁場測定装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the magnetic field measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 磁気シールドの外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of a magnetic shield. ワンビーム方式の測定装置により磁場を測定する原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle which measures a magnetic field with the measuring apparatus of a one beam system. 第1実施形態に係る磁場測定装置の特徴を有していない測定装置による磁場の測定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measurement of the magnetic field by the measuring apparatus which does not have the characteristic of the magnetic field measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る磁場測定装置による磁場の測定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measurement of the magnetic field by the magnetic field measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る磁場測定装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the magnetic field measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 外乱磁場方向に沿ってポンプ光が照射されるように、ポンプ光照射部などの位置が調整させられる様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that positions, such as a pump light irradiation part, were adjusted so that pump light may be irradiated along a disturbance magnetic field direction. ツービーム方式の測定装置により磁場を測定する原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle which measures a magnetic field with the measuring apparatus of a two beam system. 第2実施形態に係る磁化ベクトルの軌跡を説明する図である。It is a figure explaining the locus | trajectory of the magnetization vector which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る磁場測定装置の特徴を有していない測定装置による磁場の測定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measurement of the magnetic field by the measuring apparatus which does not have the characteristic of the magnetic field measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る磁場測定装置による磁場の測定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measurement of the magnetic field by the magnetic field measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

1.第1実施形態
1−1.構成
図1は、本発明の第1実施形態に係る磁場測定装置9の全体構成を示す図である。磁場測定装置9は、ポンプ光の照射をプローブ光の照射によって兼ねる、いわゆるワンビーム方式の測定装置である。照射部1は、光源11と変換部12とを備える。光源11は、後述するガスセル2に封入された原子の超微細構造準位の遷移に対応した周波数のレーザーを発生させるレーザー発生装置である。変換部12は偏光板などを備え、光源11が発生させたレーザーを所定方向の直線偏光成分を有する照射光に変換する。光源11により発生し変換部12により変換された照射光は、例えば光ファイバーなどにより導かれてガスセル2に照射される。なお、上述の照射光は、光ファイバーなどを介さずに直接、照射部1などから照射されてもよいが、光ファイバーなどにより照射光を導くことにより、照射部1の大きさや配置などの制約が少なくなる。
1. First embodiment 1-1. Configuration FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a magnetic field measurement apparatus 9 according to a first embodiment of the present invention. The magnetic field measuring device 9 is a so-called one-beam type measuring device that combines irradiation with pump light by irradiation with probe light. The irradiation unit 1 includes a light source 11 and a conversion unit 12. The light source 11 is a laser generator that generates a laser having a frequency corresponding to a transition of an ultrafine structure level of atoms sealed in a gas cell 2 described later. The conversion unit 12 includes a polarizing plate and converts the laser generated by the light source 11 into irradiation light having a linearly polarized light component in a predetermined direction. Irradiation light generated by the light source 11 and converted by the conversion unit 12 is guided by, for example, an optical fiber and irradiated to the gas cell 2. Note that the above-described irradiation light may be directly irradiated from the irradiation unit 1 or the like without passing through an optical fiber or the like, but there are few restrictions on the size or arrangement of the irradiation unit 1 by guiding the irradiation light by the optical fiber or the like. Become.

ガスセル2は、カリウム(K)やセシウム(Cs)などのアルカリ金属原子が封入されたガラス製のセル(素子)である。ガスセル2は、照射部1から照射された上述の照射光を透過させる。ガスセル2を透過した上述の照射光は、光ファイバーなどにより偏光分離器3に導かれる。なお、ガスセル2の材質はガラスに限られず、照射光を透過する材質であれば、樹脂などであってもよい。また、ガスセル2を透過した上述の照射光は、光ファイバーなどを介さずに直接、照射部1などから照射されてもよい。   The gas cell 2 is a glass cell (element) in which alkali metal atoms such as potassium (K) and cesium (Cs) are enclosed. The gas cell 2 transmits the above-described irradiation light irradiated from the irradiation unit 1. The above-mentioned irradiation light transmitted through the gas cell 2 is guided to the polarization separator 3 by an optical fiber or the like. The material of the gas cell 2 is not limited to glass, and may be a resin or the like as long as the material transmits the irradiation light. Moreover, the above-mentioned irradiation light which permeate | transmitted the gas cell 2 may be directly irradiated from the irradiation part 1 etc., without passing through an optical fiber etc.

偏光分離器3は、ガスセル2を透過した上述の照射光を偏光方向に基づいて分離する。具体的には、偏光分離器3は、変換部12により変換される前の照射光に含まれる上述の直線偏光成分と同じ向きの直線偏光成分を透過させ、この直線偏光成分の偏光方向に垂直な方向の偏光成分を有する光を反射させる。   The polarization separator 3 separates the above-described irradiation light transmitted through the gas cell 2 based on the polarization direction. Specifically, the polarization separator 3 transmits the linearly polarized light component in the same direction as the above-mentioned linearly polarized light component included in the irradiation light before being converted by the conversion unit 12, and is perpendicular to the polarization direction of the linearly polarized light component. Reflects light having a polarization component in any direction.

受光部4は、透過光受光素子41と反射光受光素子42とを有する。偏光分離器3を透過した透過光は、透過光受光素子41により受光され、偏光分離器3を反射した反射光は、反射光受光素子42により受光される。透過光受光素子41および反射光受光素子42は、いずれも受光した光の量に応じた信号を発生し、信号処理回路5に供給する。信号処理回路5は、透過光受光素子41および反射光受光素子42にから上述の信号をそれぞれ受け取る。そして、信号処理回路5は、受け取った各信号に基づいて、照射部1により照射された照射光に含まれる直線偏光成分がガスセル2を透過して回転した回転量、すなわち、偏光面の回転角度を計測する。偏光分離器3、受光部4、および信号処理回路5は、照射部1により照射され、気体原子を透過した照射光の偏光面の回転角度を計測する計測部として機能する。磁場測定装置9は、この計測部が計測した回転角度によって、ガスセル2の内部における決められた方向の磁場を測定する。この方向を「測定方向」という。表示装置6は、液晶などを使用したディスプレイ装置であり、信号処理回路5により計測された偏光面の回転角度を表示する。   The light receiving unit 4 includes a transmitted light receiving element 41 and a reflected light receiving element 42. The transmitted light that has passed through the polarization separator 3 is received by the transmitted light receiving element 41, and the reflected light that has reflected from the polarization separator 3 is received by the reflected light receiving element 42. Each of the transmitted light receiving element 41 and the reflected light receiving element 42 generates a signal corresponding to the amount of received light and supplies it to the signal processing circuit 5. The signal processing circuit 5 receives the above signals from the transmitted light receiving element 41 and the reflected light receiving element 42, respectively. Then, based on each received signal, the signal processing circuit 5 rotates the linearly polarized light component included in the irradiation light irradiated by the irradiation unit 1 through the gas cell 2, that is, the rotation angle of the polarization plane. Measure. The polarization separator 3, the light receiving unit 4, and the signal processing circuit 5 function as a measurement unit that measures the rotation angle of the polarization plane of the irradiation light irradiated by the irradiation unit 1 and transmitted through the gas atoms. The magnetic field measuring device 9 measures the magnetic field in the determined direction inside the gas cell 2 based on the rotation angle measured by the measuring unit. This direction is called “measurement direction”. The display device 6 is a display device using liquid crystal or the like, and displays the rotation angle of the polarization plane measured by the signal processing circuit 5.

追従機構7は、外乱磁場を検知する検知部71と、検知部71による検知結果に応じて変換部12を動かす調節部72とを有する。検知部71は、フラックスゲート方式や磁気抵抗効果方式、磁気インピーダンス方式などを利用した磁気センサーなどである。また、検知部71は、上述した照射部1、ガスセル2、偏光分離器3、受光部4、信号処理回路5などと同様な構成を別途備えた光ポンピング式の磁気センサーなどであってもよい。検知部71は、磁場測定装置9により測定される測定方向に垂直な方向の中から磁場が最も強い方向を、外乱磁場の方向(以下、外乱磁場方向という)として検知する。   The follow-up mechanism 7 includes a detection unit 71 that detects a disturbance magnetic field, and an adjustment unit 72 that moves the conversion unit 12 according to the detection result of the detection unit 71. The detection unit 71 is a magnetic sensor using a fluxgate method, a magnetoresistive effect method, a magnetic impedance method, or the like. The detection unit 71 may be an optical pumping type magnetic sensor or the like separately provided with the same configuration as the irradiation unit 1, the gas cell 2, the polarization separator 3, the light receiving unit 4, and the signal processing circuit 5 described above. . The detection unit 71 detects the direction in which the magnetic field is the strongest among the directions perpendicular to the measurement direction measured by the magnetic field measuring device 9 as the direction of the disturbance magnetic field (hereinafter referred to as the disturbance magnetic field direction).

調節部72は、検知部71が検知した外乱磁場方向と、変換部12を通ってガスセル2に照射される照射光に含まれる直線偏光の電場の振動方向とが合うように、変換部12を動かして調節する。この変換部12は、光源11から照射されるレーザーに対して垂直に配置された偏光板などを備えており、この偏光板はレーザーに対する向きを保ったまま、この偏光板を通過する直線偏光成分の偏光面が外乱磁場方向に沿うように調節部72によって回転させられる。なお、図1に表された磁場測定装置9の各構成の位置は、それらの実際の配置を示すものではない。   The adjustment unit 72 controls the conversion unit 12 so that the disturbance magnetic field direction detected by the detection unit 71 matches the vibration direction of the linearly polarized electric field included in the irradiation light irradiated to the gas cell 2 through the conversion unit 12. Move to adjust. The conversion unit 12 includes a polarizing plate arranged perpendicular to the laser irradiated from the light source 11, and the polarizing plate passes through the polarizing plate while maintaining its orientation with respect to the laser. Is rotated by the adjusting unit 72 so that the plane of polarization of the light follows the direction of the disturbance magnetic field. In addition, the position of each structure of the magnetic field measuring apparatus 9 represented in FIG. 1 does not indicate their actual arrangement.

図2は、照射部1、ガスセル2、および検知部71の外観を示す図である。以下、図において、磁場測定装置9の各構成の配置を説明するため、各構成が配置される空間をxyz右手系座標空間として表す。また、図に示す座標記号のうち、内側が白い円の中に黒い円を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表している。また、内側が白い円の中に交差する2本の線分を描いた記号は、紙面手前側から奥側に向かう矢印を表している。空間においてx軸に沿う方向をx軸方向という。また、x軸方向のうち、x成分が増加する方向を+x方向といい、x成分が減少する方向を−x方向という。同様に、y、z成分についても、y軸方向、+y方向、−y方向、z軸方向、+z方向、−z方向を定義する。   FIG. 2 is a diagram illustrating the appearance of the irradiation unit 1, the gas cell 2, and the detection unit 71. Hereinafter, in order to explain the arrangement of each component of the magnetic field measuring apparatus 9, the space in which each component is arranged is represented as an xyz right-handed coordinate space. Also, among the coordinate symbols shown in the figure, a symbol in which a black circle is drawn in a circle with a white inside represents an arrow heading from the back side to the near side. A symbol depicting two line segments intersecting in a white circle on the inside represents an arrow from the front side to the back side of the page. A direction along the x-axis in space is referred to as an x-axis direction. Of the x-axis directions, the direction in which the x component increases is referred to as + x direction, and the direction in which the x component decreases is referred to as -x direction. Similarly, for the y and z components, the y-axis direction, + y direction, -y direction, z-axis direction, + z direction, and -z direction are defined.

なお、以下の説明において、或る方向が或る軸に沿っているとは、その「或る方向」がその「或る軸」と完全に平行である場合を含むが、これに限定されず、同様の効果を生じさせるのであれば、平行と見なすことができる場合も含む。平行と見なすことができる場合とは、例えば両者の成す角が±2度の範囲に入っているといった場合である。   In the following description, a direction along a certain axis includes a case where the “certain direction” is completely parallel to the “certain axis”, but is not limited thereto. If the same effect is produced, the case where it can be regarded as parallel is also included. The case where it can be regarded as parallel is, for example, the case where the angle formed by both falls within a range of ± 2 degrees.

図2に示すように、照射部1からガスセル2に向けて光を照射する方向は+x方向である。したがって、磁場測定装置9により測定されるガスセル2内の磁場の測定方向は+x方向である。そして、検知部71は、測定方向である+x方向に垂直な方向の中から磁場が最も強い方向を外乱磁場方向として検知する。したがって、外乱磁場方向は、yz平面に沿った方向であって、x軸方向の成分を有さない。   As shown in FIG. 2, the direction in which light is irradiated from the irradiation unit 1 toward the gas cell 2 is the + x direction. Therefore, the measurement direction of the magnetic field in the gas cell 2 measured by the magnetic field measurement device 9 is the + x direction. And the detection part 71 detects the direction where a magnetic field is the strongest as a disturbance magnetic field direction among the directions perpendicular | vertical to + x direction which is a measurement direction. Therefore, the disturbance magnetic field direction is a direction along the yz plane and has no component in the x-axis direction.

この磁場測定装置9は、検知部71により検知された外乱磁場方向と、照射部1により照射される照射光に含まれる直線偏光の電場の振動方向とが合うように、変換部12が調節される点に特徴を有する。   In this magnetic field measuring device 9, the conversion unit 12 is adjusted so that the disturbance magnetic field direction detected by the detection unit 71 matches the vibration direction of the linearly polarized electric field included in the irradiation light irradiated by the irradiation unit 1. It has a feature in that.

1−2.動作
図3は、いわゆるワンビーム方式の測定装置により磁場を測定する原理を説明するための図である。ワンビーム方式の測定装置において、ガスセルに封入された気体原子に直線偏光が照射されると、気体原子が光ポンピングされ、エネルギーが変化した際に生じる磁気モーメントの確率分布は、球形の原点対称な分布から変化する。例えば、超微細構造準位F→F´=F−1のエネルギー遷移のときにおいて、気体原子の磁気モーメントの確率分布はその直線偏光の振動の向きに沿って伸びる領域R1に応じた形状となる。この確率分布をアライメントという。すなわち、図3(a)に示すように、例えば電場の振動方向が+y方向に平行な矢印D0方向に沿っている直線偏光を、+x方向に向けて照射すると、この直線偏光が透過する気体原子には、y軸方向に沿った領域R1に分布するアライメントが生じる。気体原子を透過すると、線形二色性により直線偏光の偏光面は回転する。図3(b)には、−x方向に直線偏光の電場の振動方向を見たときの偏光面の回転角度αが示されている。この回転角度αが、+x方向の磁場の強さと相関があるため、この回転角度αを計測することにより、ガスセル2の内部におけるx軸方向の磁場の強さが測定される。つまり、ワンビーム方式において、測定方向を示す矢印DM方向は、光を照射する方向(図3では+x方向)となる。
1-2. Operation FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of measuring a magnetic field by a so-called one-beam type measuring apparatus. In a one-beam measurement device, when linearly polarized light is irradiated to gas atoms enclosed in a gas cell, the probability distribution of the magnetic moment that occurs when the gas atoms are optically pumped and the energy changes is a spherically symmetric origin distribution. Change from. For example, at the energy transition of the hyperfine structure level F → F ′ = F−1, the probability distribution of the magnetic moment of the gas atom has a shape corresponding to the region R 1 extending along the direction of vibration of the linearly polarized light. Become. This probability distribution is called alignment. That is, as shown in FIG. 3 (a), for example, a linearly polarized light oscillation direction of the electric field is along the parallel arrows D 0 direction + y direction, is irradiated toward the + x-direction, the gas which the linearly polarized light passes through Alignment distributed in the region R 1 along the y-axis direction occurs in the atoms. When passing through gas atoms, the plane of polarization of linearly polarized light rotates due to linear dichroism. FIG. 3B shows the rotation angle α of the polarization plane when the vibration direction of the linearly polarized electric field is viewed in the −x direction. Since the rotation angle α is correlated with the strength of the magnetic field in the + x direction, the strength of the magnetic field in the x-axis direction inside the gas cell 2 is measured by measuring the rotation angle α. That is, in Wanbimu scheme, arrow D M direction showing the measurement direction is the direction (in FIG. 3 + x direction) for emitting light.

ここで、本発明に係る磁場測定装置9の上述した特徴を説明するために、この特徴を有していない測定装置の動作を説明する。図4は、磁場測定装置9の特徴を有していない測定装置による磁場の測定を説明するための図である。この測定装置は、磁場測定装置9と共通の構成を備えているが、変換部12が調節されないため、照射光に含まれる直線偏光の電場の振動方向と、外乱磁場方向とが合わない。例えば、この測定装置において外乱磁場方向である矢印DE方向は図4に示す+y方向である。また、測定方向である矢印DM方向が+x方向であるため、直線偏光成分を有する照射光は+x方向に向けて照射される。照射される直線偏光は、その電場の振動方向が、外乱磁場方向(+y方向)に合わないようになっている。具体的には、上記の振動方向は、図4に示す矢印D0方向であり、これはz軸方向に平行である。したがって、ガスセル中の気体原子には、図4(a)に破線で示した領域Raにアライメントが発生する。このアライメントは、z軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、z軸方向に沿って伸びている。 Here, in order to explain the above-described characteristics of the magnetic field measurement apparatus 9 according to the present invention, the operation of the measurement apparatus not having this characteristic will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the measurement of the magnetic field by the measuring device that does not have the characteristics of the magnetic field measuring device 9. Although this measuring apparatus has a configuration common to the magnetic field measuring apparatus 9, the conversion unit 12 is not adjusted, and therefore the vibration direction of the electric field of linearly polarized light included in the irradiation light does not match the disturbance magnetic field direction. For example, in this measuring apparatus, the direction of the arrow D E that is the disturbance magnetic field direction is the + y direction shown in FIG. Furthermore, since the arrow D M direction is the measurement direction is the + x direction, irradiation light having a linear polarization component is emitted toward the + x direction. The irradiation direction of the linearly polarized light is such that the vibration direction of the electric field does not match the disturbance magnetic field direction (+ y direction). Specifically, the vibration direction of the above are the arrow D 0 direction shown in FIG. 4, which is parallel to the z-axis direction. Therefore, alignment occurs in the region Ra indicated by a broken line in FIG. 4A in the gas atoms in the gas cell. This alignment has a substantially rotationally symmetric shape about the z-axis, and extends along the z-axis direction.

ガスセル中の気体原子に発生した上述のアライメントは、外乱磁場方向に沿った外乱磁場を受けると、その外乱磁場方向に伸びる軸を中心に回転する。すなわち、アライメントは回転し、図4(a)に実線で示す領域Rbに応じた姿勢となる。図4(b)には、+y方向に向かって見たアライメントが示されている。このように、本来、領域Raに発生していたアライメントは、+y方向の外乱磁場に影響され、矢印D4方向に回転し、領域Rbに応じた姿勢となる。 When receiving the disturbance magnetic field along the disturbance magnetic field direction, the above-described alignment generated in the gas atoms in the gas cell rotates around an axis extending in the disturbance magnetic field direction. That is, the alignment rotates and assumes a posture corresponding to the region Rb indicated by the solid line in FIG. FIG. 4B shows the alignment viewed in the + y direction. Thus, originally, the alignment that occurred in the region Ra is affected by the disturbance magnetic field in the + y-direction, and rotated in the arrow D 4 direction and orientation in accordance with the region Rb.

図4(c)には、気体原子を透過した照射光を受光する側、すなわち、+x方向の側から、気体原子の存在する側、すなわち、−x方向の側を見たときのアライメントが示されている。−x方向に向かって見て、外乱磁場による回転後のアライメントの形状を示す領域Rbは、回転前のアライメントの形状を示す領域Raに比べて長さが短くなっている。すなわち、領域Raのz軸方向の長さは、L0であるのに対し、領域Rbのz軸方向の長さは、L0よりも短いL1である。したがって、この測定装置において、気体原子を透過した照射光を受光する側から見たアライメントは、外乱磁場に影響されて小さくなる。その結果、この測定装置の感度は、外乱磁場の影響によって低下する。 FIG. 4C shows the alignment when the side where the gas atoms are present, that is, the side in the −x direction is seen from the side receiving the irradiation light transmitted through the gas atoms, that is, the side in the + x direction. Has been. When viewed in the −x direction, the region Rb indicating the shape of the alignment after the rotation by the disturbance magnetic field is shorter than the region Ra indicating the shape of the alignment before the rotation. That is, the length of the region Ra in the z-axis direction is L 0 , while the length of the region Rb in the z-axis direction is L 1 shorter than L 0 . Therefore, in this measuring apparatus, the alignment viewed from the side receiving the irradiation light transmitted through the gas atoms is affected by the disturbance magnetic field and becomes small. As a result, the sensitivity of this measuring device is reduced due to the influence of a disturbance magnetic field.

一方、図5は、本発明に係る磁場測定装置9による磁場の測定を説明するための図である。磁場測定装置9は、照射光に含まれる直線偏光の電場の振動方向と、外乱磁場方向とが合うように調節部72によって変換部12が調節される。測定方向である矢印DM方向が+x方向であるため、直線偏光成分を含む照射光は+x方向に向けて照射される。照射される直線偏光は、その電場の振動方向が図5に示す矢印D0方向である。この矢印D0方向は、外乱磁場方向である矢印DE方向(+y方向)に合うようになっている。したがって、ガスセル中の気体原子には、図5(a)に示した領域R1にアライメントが発生する。このアライメントは、y軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、y軸方向に沿って伸びている。なお、このアライメントはx軸を中心にラーマ回転しており、そのため、回転対称はy軸からずれている。しかし、その変位は外乱磁場の大きさに比較して僅かであるため、このアライメントは、y軸を中心としてほぼ回転対称の形状と見なせる。 On the other hand, FIG. 5 is a figure for demonstrating the measurement of the magnetic field by the magnetic field measuring apparatus 9 which concerns on this invention. In the magnetic field measurement device 9, the conversion unit 12 is adjusted by the adjustment unit 72 so that the vibration direction of the electric field of linearly polarized light included in the irradiation light matches the disturbance magnetic field direction. Since the measurement direction of arrow D M direction is the + x direction, irradiation light including a linearly polarized light component is emitted toward the + x direction. The direction of vibration of the linearly polarized light irradiated is the direction of arrow D 0 shown in FIG. This arrow D 0 direction is adapted to the arrow D E direction (+ y direction) which is the disturbance magnetic field direction. Therefore, alignment occurs in the region R 1 shown in FIG. 5A in the gas atoms in the gas cell. This alignment has a substantially rotationally symmetric shape about the y-axis, and extends along the y-axis direction. Note that this alignment has a llama rotation about the x axis, and therefore the rotational symmetry is deviated from the y axis. However, since the displacement is small compared to the magnitude of the disturbance magnetic field, this alignment can be regarded as a shape that is substantially rotationally symmetric about the y-axis.

ガスセル2内の気体原子に発生した上述のアライメントは、外乱磁場方向に沿った外乱磁場を受けると、その外乱磁場方向に伸びる軸を中心に回転する。すなわち、アライメントは図5(a)に示す矢印D5方向に回転する。図5(b)には、+y方向に向かって見たアライメントが示されている。上述したとおり、領域R1に発生したアライメントは、y軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、y軸方向に沿って伸びているので、y軸を中心とする弧の軌跡に沿った矢印D5方向に回転しても、その形状はほとんど変化しない。したがって、図5(c)に示すように、−x方向に向かって見て、アライメントの形状の長さは、外乱磁場によって回転する前後でほとんど変わらない。すなわち、回転前のアライメントの長さL0は、回転後のアライメントの長さL1とほぼ同じである。したがって、この磁場測定装置9の感度は、外乱磁場に影響され難い。 When the above-described alignment generated in the gas atoms in the gas cell 2 receives a disturbance magnetic field along the disturbance magnetic field direction, the alignment rotates around an axis extending in the disturbance magnetic field direction. That is, the alignment is rotated in the arrow D 5 direction shown in Figure 5 (a). FIG. 5B shows the alignment viewed in the + y direction. As described above, the alignment generated in the region R 1 is substantially rotationally symmetric about the y-axis and extends along the y-axis direction, so the arrow along the arc trajectory centered on the y-axis be rotated to D 5 direction, the shape is hardly changed. Therefore, as shown in FIG. 5C, the length of the alignment shape hardly changes before and after being rotated by the disturbance magnetic field when viewed in the −x direction. That is, the alignment length L 0 before rotation is substantially the same as the alignment length L 1 after rotation. Therefore, the sensitivity of the magnetic field measuring device 9 is hardly affected by the disturbance magnetic field.

なお、上述した第1実施形態において、外乱磁場方向は、測定方向の成分を有さないとしたが、外乱磁場方向が測定方向の成分を有していてもよい。この場合、例えば、この外乱磁場方向が測定方向の成分を有さないように、測定方向そのものを変えてもよい。この場合、磁場測定装置9の照射部1および計測部などを動かすとともに、磁場測定装置9によって測定される物体(例えば、測定対象である人体など)を動かせばよい。   In the first embodiment described above, the disturbance magnetic field direction does not have a measurement direction component, but the disturbance magnetic field direction may have a measurement direction component. In this case, for example, the measurement direction itself may be changed so that the disturbance magnetic field direction does not have a component of the measurement direction. In this case, the irradiation unit 1 and the measurement unit of the magnetic field measurement device 9 may be moved, and an object (for example, a human body that is a measurement target) measured by the magnetic field measurement device 9 may be moved.

2.第2実施形態
2−1.構成
図6は、本発明の第2実施形態に係る磁場測定装置9Aの全体構成を示す図である。磁場測定装置9Aは、ポンプ光の照射装置とプローブ光の照射装置とを分離した、いわゆるツービーム方式の測定装置である。磁場測定装置9Aは、照射部1に代えてプローブ光照射部1Aを具備している点と、追従機構7Aを具備している点と、ポンプ光照射部8を具備している点が、第1実施形態の磁場測定装置9と異なり、他の構成は共通している。なお、図6に表された磁場測定装置9Aの各構成の位置は、それらの実際の配置を示すものではない。
以下、磁場測定装置9Aについて、主に磁場測定装置9と異なる点を説明する。
2. Second embodiment 2-1. Configuration FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration of a magnetic field measurement apparatus 9A according to the second embodiment of the present invention. The magnetic field measuring device 9A is a so-called two-beam measuring device in which the pump light irradiation device and the probe light irradiation device are separated. The magnetic field measuring device 9A includes a probe light irradiation unit 1A instead of the irradiation unit 1, a tracking mechanism 7A, and a pump light irradiation unit 8. Unlike the magnetic field measuring apparatus 9 of one embodiment, other configurations are common. Note that the positions of the respective components of the magnetic field measurement apparatus 9A shown in FIG. 6 do not indicate the actual arrangement thereof.
Hereinafter, differences of the magnetic field measuring apparatus 9A from the magnetic field measuring apparatus 9 will be mainly described.

プローブ光照射部1Aは、光源11Aおよび変換部12Aを備える。光源11Aは光源11であってもよく、変換部12Aは変換部12であってもよいが、プローブ光照射部1Aによって照射されるプローブ光の波長は、不必要なポンピングを避けるためにガスセル2に封入された気体原子の共鳴周波数から離れていることが望ましい。また、プローブ光に含まれる成分は、全成分に占める直線偏光の割合が高いほど望ましい。ただし、プローブ光は、直線偏光成分を有していれば、他の偏光成分を含有していてもよい。光源11Aにより発生し変換部12Aにより変換されたプローブ光は、例えば光ファイバーなどにより導かれてガスセル2に照射される。なお、プローブ光は、光ファイバーなどを介さずに直接、ガスセル2に照射されてもよい。   The probe light irradiation unit 1A includes a light source 11A and a conversion unit 12A. The light source 11A may be the light source 11 and the conversion unit 12A may be the conversion unit 12, but the wavelength of the probe light irradiated by the probe light irradiation unit 1A is the gas cell 2 in order to avoid unnecessary pumping. It is desirable to be away from the resonance frequency of the gas atoms enclosed in. Further, it is desirable that the component contained in the probe light is higher as the proportion of linearly polarized light in all components increases. However, the probe light may contain other polarization components as long as it has a linear polarization component. The probe light generated by the light source 11A and converted by the conversion unit 12A is guided by, for example, an optical fiber and irradiated on the gas cell 2. Note that the probe light may be directly applied to the gas cell 2 without using an optical fiber or the like.

ポンプ光照射部8は、光源81および変換部82を備える。光源81は、ガスセル2に封入された原子の超微細構造準位の遷移に対応した周波数のレーザーを発生させるレーザー発生装置である。すなわち、光源81は、ガスセル2に封入された気体原子を励起できる波長に同調するレーザーを発生する。変換部82は、円偏光フィルターなどを備え、光源81が発生させたレーザーを、円偏光成分を有するポンプ光に変換する。光源81により発生し変換部82により変換されたポンプ光は、例えば光ファイバーなどにより導かれてガスセル2に照射される。ポンプ光は、プローブ光とガスセル2の内部で交差するように照射される。なお、ポンプ光は、光ファイバーなどを介さずに直接、ガスセル2に照射されてもよい。   The pump light irradiation unit 8 includes a light source 81 and a conversion unit 82. The light source 81 is a laser generator that generates a laser having a frequency corresponding to the transition of the hyperfine structure level of atoms enclosed in the gas cell 2. That is, the light source 81 generates a laser that is tuned to a wavelength that can excite gas atoms enclosed in the gas cell 2. The conversion unit 82 includes a circular polarization filter and converts the laser generated by the light source 81 into pump light having a circular polarization component. The pump light generated by the light source 81 and converted by the conversion unit 82 is guided by, for example, an optical fiber and applied to the gas cell 2. The pump light is irradiated so as to intersect the probe light inside the gas cell 2. The pump light may be directly applied to the gas cell 2 without using an optical fiber or the like.

追従機構7Aは、外乱磁場を検知する検知部71Aと、検知部71Aによる検知結果に応じて、プローブ光照射部1Aから照射されるプローブ光の照射方向、ポンプ光照射部8から照射されるポンプ光の照射方向、偏光分離器3および受光部4の受光の方向が決定されるように、プローブ光照射部1A、ポンプ光照射部8、偏光分離器3および受光部4の位置を調整する調整部72Aとを有する。   The follow-up mechanism 7A includes a detection unit 71A that detects a disturbance magnetic field, and the irradiation direction of the probe light emitted from the probe light irradiation unit 1A and the pump that is emitted from the pump light irradiation unit 8 according to the detection result by the detection unit 71A. Adjustment for adjusting the positions of the probe light irradiation unit 1A, the pump light irradiation unit 8, the polarization separator 3 and the light receiving unit 4 so that the light irradiation direction and the light receiving direction of the polarization separator 3 and the light receiving unit 4 are determined. 72A.

検知部71Aは、磁場測定装置9Aにより測定される測定方向に垂直な方向の中から磁場が最も強い方向を、外乱磁場方向として検知する。この検知部71Aは、検知部71と共通する構成であってもよい。   71 A of detection parts detect the direction where a magnetic field is the strongest from the directions perpendicular | vertical to the measurement direction measured by the magnetic field measuring apparatus 9A as a disturbance magnetic field direction. The detection unit 71 </ b> A may be configured in common with the detection unit 71.

調整部72Aは、検知部71Aが検知した外乱磁場方向に沿ってポンプ光が照射されるように、プローブ光照射部1A、ポンプ光照射部8、偏光分離器3および受光部4のそれぞれの位置を調整する。図7は、この調整の様子を示した図である。図7においてプローブ光照射部1Aによるプローブ光の照射方向は+x方向であり、ポンプ光照射部8によるポンプ光の照射方向は+y方向である。   72 A of adjustment parts are each positions of the probe light irradiation part 1A, the pump light irradiation part 8, the polarization separator 3, and the light-receiving part 4 so that pump light may be irradiated along the disturbance magnetic field direction detected by the detection part 71A. Adjust. FIG. 7 is a diagram showing the state of this adjustment. In FIG. 7, the irradiation direction of the probe light by the probe light irradiation unit 1A is the + x direction, and the irradiation direction of the pump light by the pump light irradiation unit 8 is the + y direction.

ここで、親指、人差し指、中指をそれぞれ直角に曲げた右手により表される右手系において、ポンプ光の照射方向を親指の向きに、プローブ光の照射方向を人差し指の方向にそれぞれ合わせると、ツービーム方式の測定装置では、中指の方向の磁場が測定される。つまりここで測定方向は、図7に示したように矢印DM方向(−z方向)であり、ポンプ光は上記の測定方向に垂直な方向である+y方向に照射され、プローブ光は、上記の測定方向(−z方向)、およびポンプ光が照射される方向(+y方向)の両方に垂直な+x方向に照射される。 Here, in the right-hand system represented by the right hand with the thumb, index finger, and middle finger bent at right angles, the two-beam method is used when the pump light irradiation direction is aligned with the thumb direction and the probe light irradiation direction is aligned with the index finger direction. In this measuring apparatus, the magnetic field in the direction of the middle finger is measured. That measurement direction here is the arrow D M direction as shown in FIG. 7 (-z direction), the pump light is irradiated to a + y-direction in a direction perpendicular to the measuring direction of the probe light is the Is irradiated in the + x direction perpendicular to both the measurement direction (−z direction) and the direction in which the pump light is irradiated (+ y direction).

そして検知部71Aは、測定方向である−z方向に垂直な方向の中から磁場が最も強い方向を外乱磁場方向として検知する。したがって、外乱磁場方向は、xy平面に沿った方向であって、z軸方向の成分を有さない。   Then, the detection unit 71A detects the direction in which the magnetic field is strongest from the directions perpendicular to the −z direction as the measurement direction as the disturbance magnetic field direction. Therefore, the disturbance magnetic field direction is a direction along the xy plane and does not have a component in the z-axis direction.

このとき、図示しない調整部72Aにより、ガスセル2、光源11A、変換部12A、光源81、変換部82、偏光分離器3、透過光受光素子41および反射光受光素子42は、矢印D7方向に沿って回転する。その結果、ポンプ光照射部8によるポンプ光の照射方向は回転させられ、検知部71Aが検知した外乱磁場方向に近づく。矢印D7方向は、z軸を中心とした回転の方向であり、xy平面に沿っている。つまり、この矢印D7方向は、矢印DM方向(−z方向)に垂直なxy平面に沿った方向である。 In this case, the adjustment unit 72A, not shown, the gas cell 2, the light source 11A, the conversion unit 12A, the light source 81, converting unit 82, the polarization separator 3, the transmitted light receiving element 41 and the reflected light receiving element 42, the arrow D 7 direction Rotate along. As a result, the irradiation direction of the pump light by the pump light irradiation unit 8 is rotated and approaches the disturbance magnetic field direction detected by the detection unit 71A. Arrow D 7 direction is the direction of rotation about the z axis is along the xy plane. That is, the arrow D 7 direction is the direction along the xy plane perpendicular to the arrow D M direction (-z direction).

なお、光ファイバーなどにより導かれてポンプ光やプローブ光がガスセル2に照射されたり、ガスセル2を透過したプローブ光が光ファイバーなどにより導かれて偏光分離器3に受光されたりする場合、これらの光ファイバーは、プローブ光照射部1A、ポンプ光照射部8、偏光分離器3に含まれる。この場合、調整部72Aは、これらの光ファイバーのうちガスセル2に向いている部分の位置や方向・姿勢などを調整してもよい。要するに、調整部72Aは、検知部71Aによって検知された外乱磁場方向に沿ってポンプ光が照射されるように、磁場測定装置9Aに含まれる構成の位置を調整して、ポンプ光の照射方向、プローブ光の照射方向、およびプローブ光の受光方向を調整すればよい。   When the pump light or the probe light is guided to the gas cell 2 by an optical fiber or the like, or the probe light transmitted through the gas cell 2 is guided by the optical fiber or the like and received by the polarization separator 3, these optical fibers are , The probe light irradiation unit 1A, the pump light irradiation unit 8, and the polarization separator 3. In this case, the adjustment unit 72A may adjust the position, direction, posture, and the like of the portion of these optical fibers facing the gas cell 2. In short, the adjustment unit 72A adjusts the position of the configuration included in the magnetic field measurement device 9A so that the pump light is irradiated along the disturbance magnetic field direction detected by the detection unit 71A, and the irradiation direction of the pump light, The irradiation direction of the probe light and the light receiving direction of the probe light may be adjusted.

この磁場測定装置9Aは、検知部71Aが検知した外乱磁場方向に沿ってポンプ光が照射されるように、ポンプ光の照射方向、プローブ光の照射方向、およびプローブ光の受光方向が調整される点に特徴を有する。   In this magnetic field measuring apparatus 9A, the irradiation direction of the pump light, the irradiation direction of the probe light, and the light receiving direction of the probe light are adjusted so that the pump light is irradiated along the disturbance magnetic field direction detected by the detection unit 71A. Characterized by points.

2−2.動作
図8は、いわゆるツービーム方式の測定装置により磁場を測定する原理を説明するための図である。ツービーム方式の測定装置において、ガスセルに封入された気体原子にポンプ光が照射されると、気体原子が光ポンピングされ、エネルギーが変化した際に生じる磁気モーメントの確率分布は、そのポンプ光の入射方向に沿って伸びる領域R2に応じた形状となる。この確率分布をオリエンテーションという。そして、オリエンテーションが形成されることにより生じる磁化の向きを表すベクトル(以下、磁化ベクトルMという)は、オリエンテーションの向きとなる。この場合、ポンプ光の照射方向が磁化ベクトルMの方向となる。
2-2. Operation FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of measuring a magnetic field by a so-called two-beam type measuring apparatus. In a two-beam type measurement device, when pump light is irradiated to gas atoms enclosed in a gas cell, the probability distribution of the magnetic moment that occurs when the gas atoms are optically pumped and the energy changes depends on the incident direction of the pump light. The shape corresponds to the region R 2 extending along the line. This probability distribution is called orientation. A vector (hereinafter referred to as a magnetization vector M) representing the direction of magnetization generated by the orientation is the orientation direction. In this case, the irradiation direction of the pump light is the direction of the magnetization vector M.

図8に示すように、例えば矢印D8方向の円偏光成分を有するポンプ光を矢印Dp方向(+y方向)に向けて照射すると、このポンプ光が透過する気体原子には、+y方向に伸びる領域R2に分布するオリエンテーションが形成され、+y方向の磁化ベクトルMが生じる。そして、電場の振動方向が矢印D0方向に沿っている直線偏光成分を有するプローブ光を矢印Dr方向(+x方向)に向けて照射すると、矢印Dp方向(+y方向)、および矢印Dr方向(+x方向)にそれぞれ垂直な矢印DM方向(−z方向)を中心にオリエンテーションがラーマ回転する。これにより、磁化ベクトルMはz軸を中心に回転するが、このとき以下の2つの現象が生じる As shown in FIG. 8, for example, is irradiated toward the pump light having the arrow D 8 direction of the circularly polarized light component of arrow D p direction (+ y direction), the gas atoms that the pump light is transmitted, extending in the + y direction An orientation distributed in the region R 2 is formed, and a magnetization vector M in the + y direction is generated. When the probe light having a linearly polarized component whose electric field vibration direction is along the arrow D 0 direction is irradiated in the arrow D r direction (+ x direction), the arrow D p direction (+ y direction) and the arrow Dr orientation mainly direction (+ x direction) respectively perpendicular arrow D M direction (-z direction) Rama rotated. As a result, the magnetization vector M rotates about the z-axis, and at this time, the following two phenomena occur.

[現象a]オリエンテーション(磁化ベクトルM)をポンプ光の方向に戻そうとする現象。
[現象b]オリエンテーションを光ポンピング前の球状の原点対称に緩和させる現象。
これにより磁化ベクトルMは、xy平面上において渦巻き状の軌跡を描く。図9は、磁化ベクトルMの軌跡を説明する図である。例えば、図8に示した構成において、磁化ベクトルMは、矢印DM方向(−z方向)に見たxy平面上において図9(a)に示す軌跡TMを描く。そして、上述したプローブ光の偏光面は、ファラデー効果によりオリエンテーションを透過して回転する。したがって、この偏光面の回転角度を計測することにより、ガスセル2の内部における矢印DM方向(−z方向)の磁束密度が求まる。
[Phenomenon a] A phenomenon of trying to return the orientation (magnetization vector M) to the direction of pump light.
[Phenomenon b] A phenomenon in which the orientation is relaxed to be spherically symmetrical before the optical pumping.
Thereby, the magnetization vector M draws a spiral locus on the xy plane. FIG. 9 is a diagram illustrating the locus of the magnetization vector M. For example, in the configuration shown in FIG. 8, the magnetization vector M draws a trajectory T M shown in FIG. 9A on the xy plane viewed in the arrow D M direction (−z direction). The polarization plane of the probe light described above rotates through the orientation due to the Faraday effect. Thus, by measuring the rotation angle of the polarization plane, it is determined magnetic flux density of the arrow D M direction (-z direction) inside of the gas cell 2.

例えば、磁化ベクトルMが図9(a)に示す軌跡TMを描くとき、+x方向の磁化の期待値<MX>は、特定の値として現れる。横軸に磁束密度Bを、縦軸に磁化の期待値<MX>をそれぞれ表すと、図9(b)に示すような出力波形が得られる。この波形における原点近傍の線形的に変化している部分(図中ΔBの範囲)の出力を読み取ることによって測定すべき磁束密度Bがわかる。
なお、磁化の期待値<MX>と磁束密度Bとの関係式は以下のようになる。
For example, when the magnetization vector M draws a locus T M shown in FIG. 9A, the expected value <M X > of the magnetization in the + x direction appears as a specific value. When the horizontal axis represents the magnetic flux density B and the vertical axis represents the expected magnetization <M X >, an output waveform as shown in FIG. 9B is obtained. The magnetic flux density B to be measured can be determined by reading the output of the linearly changing portion (the range of ΔB in the figure) near the origin in this waveform.
The relational expression between the expected magnetization <M X > and the magnetic flux density B is as follows.

Figure 2013108833
ここで、Γgは緩和速度であり、緩和時間Tの逆数で与えられる。そして緩和時間Tは、縦緩和時間T1および横緩和時間T2により、1/T=1/T1+1/T2で表される。また、ラーモア角周波数をωL[rad/s]とし、磁気回転比をγ[rad/sT]とし、磁束密度をB[T]とすると、ωL=γBが成り立つ。磁化Mは、磁気モーメントの単位体積あたりの総和であるから比例定数Cは原子密度nに比例するパラメータと考える。
Figure 2013108833
Here, Γ g is the relaxation rate and is given by the reciprocal of the relaxation time T. The relaxation time T is expressed by 1 / T = 1 / T 1 + 1 / T 2 by the longitudinal relaxation time T 1 and the lateral relaxation time T 2 . Further, when the Larmor angular frequency is ω L [rad / s], the magnetic rotation ratio is γ [rad / sT], and the magnetic flux density is B [T], ω L = γB is established. Since the magnetization M is the sum of the magnetic moment per unit volume, the proportionality constant C is considered as a parameter proportional to the atomic density n.

ここで、本発明に係る磁場測定装置9Aの上述した特徴を説明するために、この特徴を有していない測定装置の動作を説明する。図10は、磁場測定装置9Aの特徴を有していない測定装置による磁場の測定を説明するための図である。この測定装置は、磁場測定装置9Aと共通の構成を備えているが、ポンプ光の入射方向である矢印Dp方向が、外乱磁場方向に合うようにポンプ光照射部8などの位置が調整されない。例えば、この測定装置において外乱磁場方向である矢印DE方向は図10に示す+y方向に沿っているが、円偏光成分を有するポンプ光は−x方向に向けて照射されている。つまり、照射されるポンプ光の入射方向である矢印Dp方向(−x方向)は、外乱磁場方向(+y方向)に合わないようになっている。したがって、ガスセル中の気体原子には、図10(a)に破線で示した領域Rcにオリエンテーションが発生する。このオリエンテーションは、x軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、−x方向に沿って伸びている。なお、ポンプ光が矢印Dp方向(−x方向)に照射され、プローブ光が矢印Dr方向(+y方向)に照射されているため、測定方向は、矢印DM方向(−z方向)となっている。 Here, in order to explain the above-described feature of the magnetic field measurement device 9A according to the present invention, the operation of the measurement device that does not have this feature will be explained. FIG. 10 is a diagram for explaining the measurement of the magnetic field by the measuring device that does not have the characteristics of the magnetic field measuring device 9A. The measuring device is provided with the same configuration as the magnetic field measuring device 9A, arrow D p direction is the incident direction of the pumping light, the position of such as a pump light irradiating unit 8 to match the disturbance magnetic field direction is not adjusted . For example, in this measuring apparatus, the direction of the arrow D E that is the direction of the disturbance magnetic field is along the + y direction shown in FIG. 10, but the pump light having a circularly polarized component is irradiated toward the −x direction. That is, the arrow D p direction is the incident direction of the pumping light to be irradiated (-x direction), so as not fit disturbance magnetic field direction (+ y direction). Therefore, the orientation of the gas atoms in the gas cell is generated in the region Rc indicated by the broken line in FIG. This orientation has a substantially rotationally symmetric shape about the x axis and extends along the −x direction. Incidentally, the pump light is irradiated in an arrow D p direction (-x direction), because the probe light is irradiated in an arrow D r direction (+ y direction), the measurement direction, the arrow D M direction (-z direction) It has become.

ガスセル中の気体原子に発生した上述のオリエンテーションは、外乱磁場方向に沿った外乱磁場を受けると、その外乱磁場方向に伸びる軸を中心に回転する。すなわち、オリエンテーションは回転し、図10(a)に実線で示す領域Rdに応じた姿勢となる。図10(b)には、+y方向に向かって見たオリエンテーションが示されている。このように、本来、破線で示す領域Rcに発生していたオリエンテーションは、+y方向の外乱磁場に影響され、矢印D10方向に回転し、領域Rdに応じた姿勢となる。 When the above-described orientation generated in the gas atoms in the gas cell receives a disturbance magnetic field along the disturbance magnetic field direction, the orientation rotates around an axis extending in the disturbance magnetic field direction. That is, the orientation rotates and takes a posture corresponding to the region Rd indicated by the solid line in FIG. FIG. 10B shows an orientation viewed in the + y direction. Thus, originally, orientation that occurred in the area Rc indicated by a broken line, is affected by the disturbance magnetic field in the + y-direction, and rotated in the arrow D 10 direction and orientation in accordance with the region Rd.

ここで、図10に示す例では、矢印DM方向(−z方向)の磁束密度を測定するために、矢印Dr方向(+y方向)に向けてプローブ光を照射する。すなわち、ガスセルの−y方向からプローブ光が照射され、ガスセルの+y方向に透過したプローブ光の偏光面の回転角度が計測部(偏光分離器3、受光部4、信号処理回路5)によって計測される。図10(b)に示したように、+y方向に沿って見るとオリエンテーションはy軸方向に沿った外乱磁場を受け、領域Rcから領域Rdに回転しているので、磁化ベクトルMも−z方向に回転している。そのため、磁化ベクトルMは上述した図9(a)と異なる軌跡を描くこととなり、磁化の期待値も異なる値となるため、出力波形は外乱磁場の影響が加味された波形となる。したがって、この場合の測定は、外乱磁場に影響を受け易い。 In the example shown in FIG. 10, in order to measure the magnetic flux density of the arrow D M direction (-z direction) is irradiated with probe light to the arrow D r direction (+ y direction). That is, the probe light is irradiated from the −y direction of the gas cell, and the rotation angle of the polarization plane of the probe light transmitted in the + y direction of the gas cell is measured by the measurement unit (polarization separator 3, light receiving unit 4, signal processing circuit 5). The As shown in FIG. 10B, when viewed along the + y direction, the orientation receives a disturbance magnetic field along the y-axis direction and rotates from the region Rc to the region Rd, so the magnetization vector M is also in the −z direction. It is rotating. Therefore, the magnetization vector M draws a different locus from that of FIG. 9A described above, and the expected value of magnetization is also different, so that the output waveform is a waveform that takes into account the influence of the disturbance magnetic field. Therefore, the measurement in this case is easily affected by the disturbance magnetic field.

一方、図11は、本発明に係る磁場測定装置9Aによる磁場の測定を説明するための図である。磁場測定装置9Aにおいて外乱磁場方向は、図11に示すy軸方向に沿っており、円偏光成分を有するポンプ光は+y方向に向けて照射される。つまり、ポンプ光の入射方向である矢印Dp方向(+y方向)は、外乱磁場方向である矢印DE方向(+y方向)に合うようになっている。したがって、ガスセル中の気体原子には、図11(a)に示した領域R2にオリエンテーションが発生する。このオリエンテーションは、y軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、y軸方向に沿って伸びている。なお、ここでは、矢印Dr方向(+x方向)に向けてプローブ光が照射され、矢印DM方向(−z方向)の磁場が測定される。 On the other hand, FIG. 11 is a figure for demonstrating the measurement of the magnetic field by the magnetic field measuring apparatus 9A based on this invention. In the magnetic field measuring apparatus 9A, the disturbance magnetic field direction is along the y-axis direction shown in FIG. 11, and the pump light having a circularly polarized component is irradiated toward the + y direction. That is, the arrow Dp direction (+ y direction) that is the incident direction of the pump light is adapted to the arrow DE direction (+ y direction) that is the disturbance magnetic field direction. Therefore, orientation occurs in the region R 2 shown in FIG. 11A in the gas atoms in the gas cell. This orientation has a substantially rotationally symmetric shape about the y-axis, and extends along the y-axis direction. Here, an arrow D probe light to the r direction (+ x direction) is irradiated, the magnetic field of an arrow D M direction (-z direction) is measured.

ガスセル2内の気体原子に発生した上述のオリエンテーションは、外乱磁場方向に沿った外乱磁場を受けると、その外乱磁場方向に伸びる軸を中心に回転する。すなわち、オリエンテーションは図11(a)に示す矢印D9方向に回転する。図11(b)には、+y方向に向かって見たオリエンテーションが示されている。上述したとおり、領域R2に発生したオリエンテーションは、y軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、y軸方向に沿って伸びているので、y軸を中心とする弧の軌跡に沿った矢印D11方向に回転しても、その形状はほとんど変化しない。したがって、図11(c)に示すように、矢印DM方向(−z方向)に見たxy平面上において、オリエンテーションの形成によって生じる磁化ベクトルMの方向は、外乱磁場によってオリエンテーションが回転する前後で変わらない。したがって、この場合、直線偏光成分を有するプローブ光を矢印Dr方向(+x方向)に向けて照射すると、磁化ベクトルMは図9(a)に示したような軌跡を描き、磁束密度が求まる。すなわち、この磁場測定装置9Aの感度は、外乱磁場に影響され難い。 When the above-mentioned orientation generated in the gas atoms in the gas cell 2 receives a disturbance magnetic field along the disturbance magnetic field direction, the orientation rotates around an axis extending in the disturbance magnetic field direction. That is, the orientation is rotated in the arrow D 9 direction shown in FIG. 11 (a). FIG. 11B shows the orientation viewed in the + y direction. As described above, the orientation generated in the region R 2 has a substantially rotationally symmetric shape around the y-axis and extends along the y-axis direction. Therefore, the arrow along the arc trajectory around the y-axis be rotated in the D 11 direction, the shape is hardly changed. Accordingly, as shown in FIG. 11 (c), on the xy plane as seen in the arrow D M direction (-z direction), the direction of magnetization vector M caused by the formation of orientation, before and after orientation is rotated by the disturbance magnetic field does not change. Therefore, in this case, when the probe light having a linearly polarized light component is irradiated in the direction of the arrow Dr (+ x direction), the magnetization vector M draws a locus as shown in FIG. 9A, and the magnetic flux density is obtained. That is, the sensitivity of the magnetic field measuring device 9A is hardly affected by the disturbance magnetic field.

なお、上述した第2実施形態において、外乱磁場方向は、測定方向の成分を有さないとしたが、外乱磁場方向が測定方向の成分を有していてもよい。この場合、この外乱磁場方向が測定方向の成分を有さないように、測定される物体の位置も調整して、測定方向そのものを変えてもよい。   In the second embodiment described above, the disturbance magnetic field direction has no measurement direction component, but the disturbance magnetic field direction may have a measurement direction component. In this case, the measurement direction itself may be changed by adjusting the position of the object to be measured so that the disturbance magnetic field direction does not have a component of the measurement direction.

1…照射部、1A…プローブ光照射部、11,11A…光源、12,12A…変換部、2…ガスセル、3…偏光分離器、4…受光部、41…透過光受光素子、42…反射光受光素子、5…信号処理回路、6…表示装置、7,7A…追従機構、71,71A…検知部、72…調節部、72A…調整部、8…ポンプ光照射部、81…光源、82…変換部、9…磁場測定装置(第1実施形態)、9A…磁場測定装置(第2実施形態)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Irradiation part, 1A ... Probe light irradiation part, 11, 11A ... Light source, 12, 12A ... Conversion part, 2 ... Gas cell, 3 ... Polarization separator, 4 ... Light receiving part, 41 ... Transmitted light receiving element, 42 ... Reflection Light receiving element, 5 ... signal processing circuit, 6 ... display device, 7, 7A ... tracking mechanism, 71, 71A ... detection unit, 72 ... adjustment unit, 72A ... adjustment unit, 8 ... pump light irradiation unit, 81 ... light source, 82 ... Conversion unit, 9 ... Magnetic field measurement apparatus (first embodiment), 9A ... Magnetic field measurement apparatus (second embodiment).

Claims (6)

内部に気体原子が封入されたガスセルと、
直線偏光を含む照射光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、決められた測定方向に沿って照射する照射部と、
前記測定方向に垂直な方向の中から磁場が最も強い方向を検知する検知部と、
前記検知部が検知した方向と前記直線偏光の電場の振動方向とが合うように、前記照射光を調節する調節部と、
前記照射部により照射され、前記気体原子を透過した照射光の偏光面の回転角度を計測する計測部と
を具備することを特徴とする磁場測定装置。
A gas cell with gas atoms sealed inside;
An irradiation unit that irradiates irradiation light including linearly polarized light along a predetermined measurement direction with respect to gas atoms sealed in the gas cell;
A detection unit for detecting a direction in which the magnetic field is strongest from directions perpendicular to the measurement direction;
An adjustment unit that adjusts the irradiation light so that the direction detected by the detection unit matches the vibration direction of the electric field of the linearly polarized light;
A magnetic field measurement apparatus comprising: a measurement unit that measures a rotation angle of a polarization plane of irradiation light irradiated by the irradiation unit and transmitted through the gas atoms.
前記照射部は、前記照射光を光ファイバーによってガスセルに導く
ことを特徴とする請求項1に記載の磁場測定装置。
The magnetic field measurement apparatus according to claim 1, wherein the irradiation unit guides the irradiation light to a gas cell by an optical fiber.
内部に気体原子が封入されたガスセルと、
決められた測定方向に垂直な方向の中から磁場が最も強い方向を検知する検知部と、
円偏光成分を含むポンプ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記測定方向に垂直な方向に沿って照射するポンプ光照射部と、
直線偏光を含むプローブ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記測定方向、および前記ポンプ光が照射される方向の両方に垂直な方向に沿って照射するプローブ光照射部と、
前記プローブ光照射部により照射され、前記気体原子を透過したプローブ光の偏光面の回転角度を計測する計測部と、
前記検知部によって検知された方向に沿って前記ポンプ光が照射されるように、前記ポンプ光照射部、前記プローブ光照射部、および前記計測部の各位置を調整する調整部と
を具備することを特徴とする磁場測定装置。
A gas cell with gas atoms sealed inside;
A detection unit that detects the direction in which the magnetic field is the strongest among the directions perpendicular to the determined measurement direction;
A pump light irradiating unit that irradiates pump light including a circularly polarized component along a direction perpendicular to the measurement direction with respect to gas atoms sealed in the gas cell;
A probe light irradiation unit configured to irradiate probe light including linearly polarized light along a direction perpendicular to both the measurement direction and the direction in which the pump light is irradiated with respect to gas atoms sealed in the gas cell;
A measurement unit that measures the rotation angle of the polarization plane of the probe light irradiated by the probe light irradiation unit and transmitted through the gas atoms;
An adjustment unit that adjusts each position of the pump light irradiation unit, the probe light irradiation unit, and the measurement unit so that the pump light is irradiated along the direction detected by the detection unit. Magnetic field measuring device characterized by.
前記ポンプ光照射部は、前記ポンプ光を光ファイバーによってガスセルに導き、
前記プローブ光照射部は、前記プローブ光を光ファイバーによってガスセルに導く
ことを特徴とする請求項3に記載の磁場測定装置。
The pump light irradiation unit guides the pump light to a gas cell by an optical fiber,
The magnetic field measurement apparatus according to claim 3, wherein the probe light irradiation unit guides the probe light to a gas cell using an optical fiber.
内部に気体原子が封入されたガスセルと、
磁場が最も強い方向を検知方向として検知する検知部と、
直線偏光を含む照射光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記検知部によって検知された検知検知方向に垂直な方向である測定方向に沿って照射する照射部と、
前記照射部により照射され、前記気体原子を透過した照射光の偏光面の回転角度を計測する計測部と
前記検知方向と前記直線偏光の電場の振動方向とが合うように、前記照射光を調節するとともに、前記ガスセル、前記照射部、および前記計測部の位置を調整する調整部と
を具備することを特徴とする磁場測定装置。
A gas cell with gas atoms sealed inside;
A detection unit that detects the direction in which the magnetic field is strongest as the detection direction;
Irradiation unit that irradiates irradiation light including linearly polarized light along a measurement direction that is a direction perpendicular to a detection detection direction detected by the detection unit with respect to gas atoms sealed in the gas cell;
The measurement unit that measures the rotation angle of the polarization plane of the irradiation light irradiated by the irradiation unit and transmitted through the gas atoms, and the irradiation light is adjusted so that the detection direction matches the vibration direction of the electric field of the linearly polarized light And an adjusting unit that adjusts the position of the gas cell, the irradiation unit, and the measuring unit.
内部に気体原子が封入されたガスセルと、
磁場が最も強い方向を検知方向として検知する検知部と、
円偏光成分を含むポンプ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して照射するポンプ光照射部と、
直線偏光を含むプローブ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記ポンプ光が照射される方向に垂直な方向に沿って照射するプローブ光照射部と、
前記プローブ光照射部により照射され、前記気体原子を透過したプローブ光の偏光面の回転角度を計測する計測部と、
前記検知部によって検知された検知方向に沿って前記ポンプ光が照射されるように、前記ポンプ光照射部、前記プローブ光照射部、および前記計測部の各位置を調整する調整部と
を具備することを特徴とする磁場測定装置。
A gas cell with gas atoms sealed inside;
A detection unit that detects the direction in which the magnetic field is strongest as the detection direction;
A pump light irradiating unit that irradiates a gas atom enclosed in the gas cell with pump light including a circularly polarized component;
A probe light irradiation unit configured to irradiate probe light including linearly polarized light along a direction perpendicular to a direction in which the pump light is irradiated to gas atoms sealed in the gas cell;
A measurement unit that measures the rotation angle of the polarization plane of the probe light irradiated by the probe light irradiation unit and transmitted through the gas atoms;
An adjustment unit that adjusts each position of the pump light irradiation unit, the probe light irradiation unit, and the measurement unit so that the pump light is irradiated along the detection direction detected by the detection unit. Magnetic field measuring apparatus characterized by the above.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015102492A (en) * 2013-11-27 2015-06-04 セイコーエプソン株式会社 Magnetic field measurement device and magnetic field measurement method
CN105589048A (en) * 2014-11-12 2016-05-18 精工爱普生株式会社 Magnetic field measurement method and magnetic field measurement device
JP2016101473A (en) * 2014-11-12 2016-06-02 セイコーエプソン株式会社 Magnetic field measurement method and magnetic field measurement device
EP3029481A1 (en) 2014-12-02 2016-06-08 Seiko Epson Corporation Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus
EP3029480A1 (en) 2014-12-02 2016-06-08 Seiko Epson Corporation Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus
CN105652223A (en) * 2014-12-02 2016-06-08 精工爱普生株式会社 Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus
US10444300B2 (en) 2016-06-21 2019-10-15 Seiko Epson Corporation Magnetic field measuring device and method for manufacturing magnetic field measuring device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007167616A (en) * 2005-11-28 2007-07-05 Hitachi High-Technologies Corp Magnetic field measuring system, and optical pumping fluxmeter
JP2010085134A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Hitachi High-Technologies Corp Magnetic field measuring device
JP2011007660A (en) * 2009-06-26 2011-01-13 Seiko Epson Corp Magnetic sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007167616A (en) * 2005-11-28 2007-07-05 Hitachi High-Technologies Corp Magnetic field measuring system, and optical pumping fluxmeter
JP2010085134A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Hitachi High-Technologies Corp Magnetic field measuring device
JP2011007660A (en) * 2009-06-26 2011-01-13 Seiko Epson Corp Magnetic sensor

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015102492A (en) * 2013-11-27 2015-06-04 セイコーエプソン株式会社 Magnetic field measurement device and magnetic field measurement method
CN105589048A (en) * 2014-11-12 2016-05-18 精工爱普生株式会社 Magnetic field measurement method and magnetic field measurement device
EP3021128A1 (en) 2014-11-12 2016-05-18 Seiko Epson Corporation Magnetic field measurement method and magnetic field measurement device using linearly polarized light
JP2016101473A (en) * 2014-11-12 2016-06-02 セイコーエプソン株式会社 Magnetic field measurement method and magnetic field measurement device
US9964604B2 (en) 2014-11-12 2018-05-08 Seiko Epson Corporation Magnetic field measurement method and magnetic field measurement device for measuring and offsetting original magnetic field
EP3029481A1 (en) 2014-12-02 2016-06-08 Seiko Epson Corporation Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus
EP3029480A1 (en) 2014-12-02 2016-06-08 Seiko Epson Corporation Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus
CN105652223A (en) * 2014-12-02 2016-06-08 精工爱普生株式会社 Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus
US10024931B2 (en) 2014-12-02 2018-07-17 Seiko Epson Corporation Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus
US10254356B2 (en) 2014-12-02 2019-04-09 Seiko Epson Corporation Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus
US10725127B2 (en) 2014-12-02 2020-07-28 Seiko Epson Corporation Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus
US10444300B2 (en) 2016-06-21 2019-10-15 Seiko Epson Corporation Magnetic field measuring device and method for manufacturing magnetic field measuring device

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