JP2016101473A - 磁場計測方法及び磁場計測装置 - Google Patents
磁場計測方法及び磁場計測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016101473A JP2016101473A JP2015107151A JP2015107151A JP2016101473A JP 2016101473 A JP2016101473 A JP 2016101473A JP 2015107151 A JP2015107151 A JP 2015107151A JP 2015107151 A JP2015107151 A JP 2015107151A JP 2016101473 A JP2016101473 A JP 2016101473A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- component
- artificial
- original
- measurement region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
この方法によれば、原磁場を正確に求めることができる。
これらの方法によれば、原磁場をより正確に求めることができる。
この方法によれば、第一方向または第二方向に置け人工磁場成分をゼロとすることで、上記数式が簡略化され、原磁場をより簡便に求めることができる。
この方法によれば、計測領域における原磁場の影響を相殺して、計測対象物が発する磁場を正確に計測することができる。
図1は、本実施形態の磁場計測装置1の全体構成例を示す図である。また、図2は、磁場計測装置1を構成する光源部2、ガスセル3、及び偏光計4の配置関係の概略を示す図である。本実施形態の磁場計測装置1は、心磁を計測する心磁計や脳磁を計測する脳磁計に用いられる。この磁場計測装置1には、光ポンピング式の磁気センサーとして、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磁気センサーが組み込まれ、非線形磁気光学回転(Nonlinear Magneto Optical Rotation:NMOR)を利用して磁場の計測を行う。なお、ワンビーム方式のものに限らず、ポンプ光を照射するための光源部とプローブ光を照射するための光源部とを分離した、いわゆるツービーム方式の構成としてもよい。
以上のように構成される磁場計測装置1において、光源部2からのポンプ光がガスセル3に照射されると、ガスセル3内の気体原子がスピン偏極する。このスピン偏極によって超微細構造量子数FからF´(=F−1)にエネルギーが遷移したときに生じる磁気モーメントの確率分布は、その直線偏光の振動方向であるy軸方向に沿って伸びる楕円体形状となる。この偏った確率分布を「アライメント」といい、アライメントを生じさせることを「光ポンピングする」という。計測領域がゼロ磁場の場合、生じたアライメントはポンプ光の振動方向であるy軸方向に沿ったままであるが、計測領域にゼロでない磁場が存在すると、アライメントは磁場の方向を回転軸として歳差運動を行う。その結果、直線偏光の偏光面は、その進行方向であるz軸方向を回転軸として、計測領域の磁場に応じた角度で回転する。
図10は、磁場形成処理の処理手順を示すフローチャートである。磁場計測装置1は、磁気シールド8内に被検者を搬入して生体磁場の計測を行う前に、図10に示す磁場形成処理を行う。
上記した実施形態1では、y軸成分Ayを固定値Afy(例えばゼロ)とした状態で、x軸成分Axとz軸成分Azとを変化させて複数の人工磁場を発生させることとした。これに対し、本実施形態では、x軸成分Axを固定値Afx(例えばゼロ)とした状態で、y軸成分Ayとz軸成分Azとを変化させて複数の人工磁場を発生させることとしてもよい。そして、二乗差W-が極大値条件を満たしたときの第一磁場Ap=(Afx,Apy,Apz)と、二乗差W-が極小値となる極小値条件を満たしたときの第二磁場Av=(Afx,Avy,Avz)とを用いて次式(30)〜(32)により原磁場C=(Cx,Cy,Cz)を算出することとしてもよい。
また、上記した実施形態では、磁気モーメントに偏極を生じさ、透過する光の偏光面を磁場の強さに応じて回転させる媒体としてアルカリ金属原子が気体の状態で封入されたガスセル3を用いることとしたが、アルカリ金属原子以外の媒体を用いてもよい。例えば、窒素による格子欠陥を設けたダイヤモンドといった固体素子を媒体として用いる構成としてもよい。また、本発明の磁場計測方法及び磁場計測装置は、磁気センサー以外にも、ミリサイズの小型のガスセルを用いた原子発振器にも適用が可能である。
Claims (7)
- 第一方向と第二方向と第三方向とは互いに直交し、直線偏光を出射する光源部と、計測領域に配置されて電場の振動方向が前記第二方向である前記直線偏光が前記第三方向に沿って照射され、磁場に応じて前記直線偏光の光学特性を変化させる媒体と、前記光学特性を検出する光学検出器と、前記計測領域に人工磁場を印加する磁場発生器と、を備えた磁場計測装置が、前記計測領域の磁場を計測する磁場計測方法であって、
前記第一方向及び前記第二方向のうちの一方の人工磁場成分を固定値とした状態で、前記第三方向の人工磁場成分と、前記第一方向及び前記第二方向のうちの他方の人工磁場成分とを変化させた複数の人工磁場を前記磁場発生器に発生させることと、
前記媒体の磁化ベクトルの前記第一方向の成分である磁化値を前記光学検出器の検出結果に基づいて算出することと、
前記磁化値が極値条件を満たしたときの人工磁場を用いて、前記計測領域に存在する原磁場を算出することと、
を含む磁場計測方法。 - 前記原磁場を算出することは、前記磁化値が極大値条件を満たしたときの第一磁場と、前記磁化値が極小値条件を満たしたときの第二磁場とを用いて、前記原磁場を算出することを含む、
請求項1に記載の磁場計測方法。 - 前記人工磁場を発生させることは、前記第二方向の人工磁場成分を前記固定値とした状態で、前記第三方向の人工磁場成分と前記第一方向の人工磁場成分とを変化させて人工磁場を発生させることであり、
前記原磁場を算出することは、下記の式(1)〜(3)を用いて原磁場を算出することである、
請求項2に記載の磁場計測方法。
- 前記人工磁場を発生させることは、前記第一方向の人工磁場成分を前記固定値とした状態で、前記第三方向の人工磁場成分と前記第二方向の人工磁場成分とを変化させて人工磁場を発生させることであり、
前記原磁場を算出することは、下記の式(4)〜(6)を用いて原磁場を算出することである、
請求項2に記載の磁場計測方法。
- 前記固定値がゼロである、
請求項1〜4の何れか一項に記載の磁場計測方法。 - 所定のターゲット磁場に対する前記原磁場の差分の磁場を、前記磁場発生器に発生させることと、
前記計測領域に磁場を発生する計測対象物を接近させることと、
前記差分の磁場を発生させている間の前記光学検出器の検出結果を用いて、前記計測対象物が発生した磁場を計測することと、
を更に含む請求項1〜5の何れか一項に記載の磁場計測方法。 - 第一方向と第二方向と第三方向とは互いに直交し、
直線偏光を出射する光源部と、
電場の振動方向が前記第二方向である前記直線偏光が前記第三方向から照射され、照射された前記直線偏光を透過して、磁場に応じて光学特性が変化する計測領域に配置された媒体と、
前記光学特性を検出する光学検出器と、
前記第一方向、前記第二方向、前記第三方向の各成分を可変とする人工磁場を前記計測領域に印加する磁場発生器と、
前記第一方向及び前記第二方向のうちの一方の人工磁場成分を固定値とした状態で、前記第三方向の人工磁場成分と、前記第一方向及び前記第二方向のうちの他方の人工磁場成分とを変化させた複数の人工磁場を前記磁場発生器に発生させることと、前記媒体の磁化ベクトルの前記第一方向の成分である磁化値を前記光学検出器の検出結果に基づいて算出することと、前記磁化値が所定の極値条件を満たしたときの前記磁場発生器による前記人工磁場を用いて、前記計測領域に存在する原磁場を算出することとを実行する演算制御部と、
を備えた磁場計測装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/928,320 US9964604B2 (en) | 2014-11-12 | 2015-10-30 | Magnetic field measurement method and magnetic field measurement device for measuring and offsetting original magnetic field |
CN201510756467.3A CN105589048B (zh) | 2014-11-12 | 2015-11-09 | 磁场计测方法以及磁场计测装置 |
EP15193841.2A EP3021128A1 (en) | 2014-11-12 | 2015-11-10 | Magnetic field measurement method and magnetic field measurement device using linearly polarized light |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014229915 | 2014-11-12 | ||
JP2014229915 | 2014-11-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016101473A true JP2016101473A (ja) | 2016-06-02 |
JP6550925B2 JP6550925B2 (ja) | 2019-07-31 |
Family
ID=56088287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015107151A Active JP6550925B2 (ja) | 2014-11-12 | 2015-05-27 | 磁場計測方法及び磁場計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6550925B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022163677A1 (ja) * | 2021-01-27 | 2022-08-04 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンド磁気センサユニット及びダイヤモンド磁気センサシステム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007167616A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-07-05 | Hitachi High-Technologies Corp | 磁場計測システム及び光ポンピング磁束計 |
JP2013108833A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Seiko Epson Corp | 磁場測定装置 |
JP2016102777A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-06-02 | セイコーエプソン株式会社 | 磁場計測方法及び磁場計測装置 |
-
2015
- 2015-05-27 JP JP2015107151A patent/JP6550925B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007167616A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-07-05 | Hitachi High-Technologies Corp | 磁場計測システム及び光ポンピング磁束計 |
JP2013108833A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Seiko Epson Corp | 磁場測定装置 |
JP2016102777A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-06-02 | セイコーエプソン株式会社 | 磁場計測方法及び磁場計測装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022163677A1 (ja) * | 2021-01-27 | 2022-08-04 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンド磁気センサユニット及びダイヤモンド磁気センサシステム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6550925B2 (ja) | 2019-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9964604B2 (en) | Magnetic field measurement method and magnetic field measurement device for measuring and offsetting original magnetic field | |
CN105652223B (zh) | 磁场测量方法以及磁场测量装置 | |
JP5264242B2 (ja) | 原子磁力計及び磁力計測方法 | |
JP5005256B2 (ja) | 磁場計測システム及び光ポンピング磁束計 | |
JP6222974B2 (ja) | 光ポンピング磁力計および磁気センシング方法 | |
JP6171355B2 (ja) | 磁場計測装置 | |
JP2018004462A (ja) | 磁場計測装置、磁場計測装置の調整方法、および磁場計測装置の製造方法 | |
CN104833690A (zh) | 一种原子核磁共振陀螺碱金属原子极化率实时测量方法 | |
CN104730484A (zh) | 一种原子自旋磁强计serf态的判定方法 | |
CN105929458A (zh) | 航空磁场矢量检测装置及监测方法 | |
CN103969604A (zh) | 射频原子磁力仪及其测量核磁共振信号的方法 | |
JP2012068251A (ja) | 原子機能(atomic−functioning)装置を較正する方法 | |
US20160154073A1 (en) | Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus | |
JP6521248B2 (ja) | 磁場計測方法及び磁場計測装置 | |
EP3029480A1 (en) | Magnetic field measurement method and magnetic field measurement apparatus | |
Xu et al. | Fast dynamic frequency response-based multiparameter measurement in spin-exchange relaxation-free comagnetometers | |
CN111060853B (zh) | 基于电子顺磁共振-核磁共振的三维磁场原位测量方法 | |
CN109883410B (zh) | 一种双核自旋磁致频移抑制方法 | |
Yin et al. | In-situ relaxation rate measurement in magnetic modulated atomic magnetometers | |
JP6550925B2 (ja) | 磁場計測方法及び磁場計測装置 | |
JP5966351B2 (ja) | 磁場計測装置 | |
Jia et al. | Magnetic field interference suppression for minimized SERF atomic magnetometer | |
JP2016102777A (ja) | 磁場計測方法及び磁場計測装置 | |
Shi et al. | Analysis of influence of RF power and buffer gas pressure on sensitivity of optically pumped cesium magnetometer | |
Yao et al. | In situ determination of alkali metal density using phase-frequency analysis on atomic magnetometers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180510 |
|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20180905 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190604 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190617 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6550925 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |