JP6459167B2 - Magnetic field measuring apparatus and magnetic field measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、磁場を測定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring a magnetic field.
アルカリ金属ガスが封入されたセルに直線偏光を入射させ、偏光面の回転角に応じて磁場を測定する光ポンピング式磁気センサーが知られている。特許文献1には、光ポンピング式磁気センサーにおいて、外乱磁場の方向とセルに入射する光の電場の振動方向とが合うように偏光板を回転させることにより、外乱磁場の影響を抑制することが記載されている。 There is known an optical pumping type magnetic sensor in which linearly polarized light is incident on a cell in which an alkali metal gas is sealed and a magnetic field is measured according to a rotation angle of a polarization plane. In Patent Document 1, in an optical pumping type magnetic sensor, the influence of a disturbance magnetic field is suppressed by rotating the polarizing plate so that the direction of the disturbance magnetic field matches the vibration direction of the electric field of light incident on the cell. Have been described.
特許文献1に記載の技術は、セルに入射するレーザービームの光量が変化する場合に、磁場の測定の感度が変動してしまう問題があった。本発明は、磁場の測定の感度が安定しているときに磁場の強さを測定することを目的の一つとする。 The technique described in Patent Document 1 has a problem that the sensitivity of magnetic field measurement fluctuates when the amount of laser beam incident on the cell changes. An object of the present invention is to measure the strength of a magnetic field when the sensitivity of the measurement of the magnetic field is stable.
本発明は、光源と、ガスを内部に収容したセルと、前記光源により出射された光を前記セルに導く導光体と、前記セルと前記導光体との間に設けられ、前記光を第1軸方向の偏光成分と第2軸方向の偏光成分とに分離する偏光分離部と、前記第2軸方向の偏光成分の光量を測定する光量測定部と、前記光量測定部により測定された光量又は該光量の変化量が予め設定された閾値以下であるときに、前記セルを透過した前記第1軸方向の光量により磁場を測定する磁場測定部とを有する磁場測定装置を提供する。この磁場測定装置によれば、測定された光量又は測定された光量の変化量が閾値を上回るときに磁場が測定されることが防止される。 The present invention is provided with a light source, a cell containing gas therein, a light guide that guides light emitted from the light source to the cell, and between the cell and the light guide. Measured by the polarization separation unit that separates the polarization component in the first axis direction and the polarization component in the second axis direction, the light amount measurement unit that measures the light amount of the polarization component in the second axis direction, and the light amount measurement unit Provided is a magnetic field measurement device including a magnetic field measurement unit that measures a magnetic field by the amount of light in the first axis direction transmitted through the cell when the light amount or the amount of change in the light amount is equal to or less than a preset threshold value . According to this magnetic field measurement device, it is possible to prevent the magnetic field from being measured when the measured light amount or the amount of change in the measured light amount exceeds a threshold value.
別の好ましい態様において、前記閾値は、前記磁場測定部により測定される磁場の精度に応じて決められることを特徴とする。この磁場測定装置によれば、磁場の測定の感度が、測定される磁場の精度に応じたレベルで安定しているときに、磁場の強さが測定される。 In another preferred embodiment, the threshold value is determined according to the accuracy of the magnetic field measured by the magnetic field measurement unit. According to this magnetic field measurement apparatus, the strength of the magnetic field is measured when the sensitivity of the magnetic field measurement is stable at a level corresponding to the accuracy of the magnetic field to be measured.
別の好ましい態様において、前記導光体は、光ファイバーを含むことを特徴とする。この磁場測定装置によれば、光ファイバーが光を導く過程で偏光成分が変化する場合であっても、磁場の測定の感度が安定しているときに磁場の強さが測定される。 In another preferred embodiment, the light guide includes an optical fiber. According to this magnetic field measuring apparatus, even when the polarization component changes in the process of guiding light by the optical fiber, the strength of the magnetic field is measured when the sensitivity of the magnetic field measurement is stable.
別の好ましい態様において、前記セルは複数設けられており、前記偏光分離部は、前記第1軸方向の偏光成分を互いに異なる比率で反射および透過させ、かつ、前記第2軸方向の偏光成分を透過させる複数の偏光分離素子を有することを特徴とする。この磁場測定装置によれば、複数のチャネルで磁場を測定することができる。 In another preferred embodiment, a plurality of the cells are provided, and the polarization separation unit reflects and transmits the polarization component in the first axis direction at different ratios, and the polarization component in the second axis direction. It has a plurality of polarized light separating elements to be transmitted. According to this magnetic field measuring apparatus, a magnetic field can be measured with a plurality of channels.
また、本発明は、光源、ガスを内部に収容したセル、前記光源により出射された光を前記セルに導く導光体、並びに前記光を第1軸方向の偏光成分と第2軸方向の偏光成分とに分離する偏光分離部を有する磁場測定装置における磁場測定方法であって、前記偏光分離部により分離された光のうち前記第2軸方向の偏光成分の光量を測定するステップと、前記測定された光量又は該光量の変化量が予め設定された閾値以下であるときに、前記セルを透過した前記第1軸方向の光量により磁場を測定するステップとを有する磁場測定方法を提供する。この磁場測定方法によれば、測定された光量又は測定された光量の変化量が閾値を上回るときに磁場が測定されることが防止される。 The present invention also provides a light source, a cell containing gas therein, a light guide that guides light emitted from the light source to the cell, and polarized light in a first axis direction and polarized light in a second axis direction. A magnetic field measurement method in a magnetic field measurement apparatus having a polarization separation unit that separates a component into components, the step of measuring a light amount of a polarization component in the second axis direction among the light separated by the polarization separation unit, and the measurement And a step of measuring the magnetic field by the amount of light in the first axis direction transmitted through the cell when the amount of light or the amount of change in the amount of light is equal to or less than a preset threshold value . According to this magnetic field measurement method, it is possible to prevent the magnetic field from being measured when the measured light amount or the amount of change in the measured light amount exceeds a threshold value .
1.構成
図7は、比較例に係る磁場測定装置2の構成を示すブロック図である。磁場測定装置2は、非線形光学回転(Nonlinear Magneto-Optical Rotation、NMOR)を用いた磁場測定装置である。磁場測定装置2は、光源10と、偏光板20と、光ファイバー30と、コネクター40と、ガスセル50と、偏光分離器60と、PD(Photo Detector、光検出器)70と、PD80と、信号処理回路90と、表示装置100とを有する。ガスセル50内には、気体の状態のアルカリ金属原子が封入されている。アルカリ金属原子は、照射される光の偏光方向に応じてスピン偏極し、磁化された状態になる。この磁化ベクトルは、測定軸((レーザービームの進行方向))に直交する軸に対して定常的に傾いている。レーザービームがガスセル50を通過するとき、ファラデー効果によってその偏光面が回転する。偏光面の回転角は、測定軸方向の磁場の強さに比例する。レーザービームの偏光面の回転角をPD(Photo Detector)70およびPD80により検出することで、磁場が測定される。
1. Configuration FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a magnetic
磁場測定装置2において、光源10から偏光板20までのレーザービームの伝播には、シングルモードの光ファイバー30が用いられる。光ファイバー30において、コアのわずかな歪みまたは外部からの応力(環境的な温度変化または機械的な振動)などによりランダムな複屈折が生じると、光ファイバー30を通過するレーザービームの偏光方向が変化する。偏光方向が変化するとガスセル50に入射するレーザービームの光量が変化するため、磁場が一定であっても観測される磁場の値が変動してしまう(すなわち、測定の感度が変動しているようにみえる)。また、光ファイバー30として偏波保持ファイバー(複屈折ファイバー)を用いた場合であっても、光源10により出射されるレーザービームの偏光方向と、偏波保持ファイバーの高速軸または低速軸との間にずれが生じて偏光方向が変化し、同様の問題が生じる場合がある。本実施形態は、このような問題に対処するものである。
In the magnetic
図1は、本発明の第1実施形態に係る磁場測定装置1Aの構成を示すブロック図である。この例で、磁場測定装置1Aは、心磁または脳磁等、生体から発生される磁場を生体の状態の指標として測定する生体状態測定装置(心磁計または脳磁計等)に用いられる。磁場測定装置1Aは、光源10と、光ファイバー30と、コネクター40と、第1偏光分離器21と、ガスセル50と、第2偏光分離器61と、PD(Photo Detector、光検出器)70と、PD80と、信号処理回路90と、表示装置100と、光量モニター110と、制御部120と、増幅回路130とを有する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a magnetic field measurement apparatus 1A according to the first embodiment of the present invention. In this example, the magnetic field measuring apparatus 1A is used in a biological state measuring apparatus (such as a magnetocardiograph or a magnetoencephalograph) that measures a magnetic field generated from a living body such as a magnetocardiogram or a magnetoencephalogram as an indicator of the state of the living body. The magnetic field measurement apparatus 1A includes a
光源10は、セシウムの吸収線に応じた波長(例えばD1線に相当する894nm)のレーザービームを出力する装置、例えばチューナブルレーザーである。光源10から出力されるレーザービームは、連続的に一定の光量を有する、いわゆるCW(Continuous Wave)光である。図1の例で、光源10は、偏光成分がP波成分のレーザービームを出力する。なお、P波成分は、第1軸方向の偏光成分の一例である。
The
光ファイバー30(導光体の一例)は、光源10により出力されたレーザービームを、ガスセル50側に導く部材である。光ファイバー30には、例えば、基本モードのみを伝播するシングルモードの光ファイバーが用いられる。コネクター40は、光ファイバー30を支持するための部材である。第1偏光分離器21(偏光分離部の一例)は、ガスセル50と光ファイバー30との間に設けられ、光ファイバー30により導かれたレーザービームを2つの偏光成分に分離する素子(例えば、ウォラストンプリズムまたは偏光ビームスプリッター)である。上述の通り、光源10から出力されたレーザービームは光ファイバー30を通過する過程で偏光方向が変化し、第1偏光分離器21に入射するレーザービームの偏光成分にはP波成分とS波成分とが含まれる。第1偏光分離器21は、入射したレーザービームをP波成分とS波成分とに分離する。なお、S波成分は、第2軸方向の偏光成分の一例である。
The optical fiber 30 (an example of a light guide) is a member that guides the laser beam output from the
ガスセル50は、内部に空隙を有する箱(セル)であり、この空隙にはアルカリ金属原子(この例ではセシウム)が封入されている。ガスセル50は、石英ガラスまたはホウケイ酸ガラス等の無機材料により形成される。ガスセル50に封入されているアルカリ金属原子は、測定時には少なくとも一部が気化する。アルカリ金属ガスには、希ガス等の不活性ガスが混ぜられていてもよい。また、ガスセル50の内壁は、パラフィン等によりコーティングされていてもよい。
The
第2偏光分離器61は、入射したレーザービームを、互いに直交する2つの偏光成分のレーザービームに分離する素子(例えば、ウォラストンプリズムまたは偏光ビームスプリッター)である。PD70およびPD80は、レーザービームの波長に感度を有する検出器であり、入射光の光量に応じた電流を信号処理回路90に出力する。PD70およびPD80が磁場を発生すると測定に影響を与える可能性があるので、非磁性の材料で構成されることが望ましい。PD70およびPD80は、ガスセル50からみて第2偏光分離器61と同じ側に配置される。増幅回路130は、PD70およびPD80から出力された信号を増幅する。
The
レーザービームの経路に沿って説明すると、上記の素子は、以下のように配置されている。レーザービームの経路の最上流には光源10が位置し、以下、上流側から、光ファイバー30、コネクター40、第1偏光分離器21、ガスセル50、第2偏光分離器61、およびPD70(PD80)の順で配置されている。レーザービームの進行について説明すると、光源10から出力されたレーザービームは、光ファイバー30に導かれて第1偏光分離器21に到達する。第1偏光分離器21に到達したレーザービームは、P波成分とS波成分とに分離される。第1偏光分離器21により分離されたP波成分のレーザービームは、ガスセル50に入射する。ガスセル50を透過しているレーザービームは、ガスセル50に封入されているアルカリ金属原子を励起(光ポンピング)する。このとき、レーザービームは、磁場の強さに応じた偏光面回転作用を受けて偏光面が回転する。ガスセル50を透過したレーザービームは第2偏光分離器61により2つの偏光成分のビームに分離される。2つの偏光成分のビームの光量は、PD70およびPD80で計測(プロービング)される。なお、第1偏光分離器21により分離されたレーザービームのうちS波成分は、後述の光量モニター110に入射する。
If it demonstrates along the path | route of a laser beam, said element will be arrange | positioned as follows. The
信号処理回路90は、PD70およびPD80により計測されたビームの光量を示す信号をそれぞれ受け取る。信号処理回路90は、受け取った各信号に基づいて、レーザービームの偏光面の回転角を計測する。偏光面の回転角は、レーザービームの伝播方向の磁場の強さに基づく関数で表される(例えば、D.バドカー、外5名,「原子の共鳴非線形磁気光学回転効果」,レビュー・オブ・モダン・フィジクス誌,米国,米国物理学会,2002年10月,第74巻,第4号,p.1153−1201の数式(2)を参照。数式(2)は線形光学回転に関するものであるが、NMORの場合もほぼ同様の式を用いることができる)。信号処理回路90は、偏光面の回転角からレーザービームの伝播方向における磁場の強さを測定する。表示装置100は、信号処理回路90により測定された磁場の強さを表示する。
The
光量モニター110は、第1偏光分離器21により分離されたS波成分のレーザービームの光量を検出するフォトダイオードなどの受光素子である。光量モニター110にS波成分が入射すると、光量モニター110は、入射した光量に応じた電流を制御部120に出力する。制御部120は、磁場測定装置1Aの各部の動作を制御するコンピュータである。制御部120は、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)とを有する。制御部120は、光量モニター110による光量の検出結果に基づいて、信号処理回路90による磁場の測定を制御する。図1において、制御部120により制御されている光量モニター110は、光量測定部の一例である。制御部120、および制御部120により制御されている信号処理回路90は、磁場測定部の一例である。
The
2.動作
図2は、磁場測定装置1の動作を示すフローチャートである。以下の処理は、例えば、ユーザが図示せぬ入力部を操作して磁場測定装置1を起動したことを契機として開始される。磁場測定装置1が起動されると、光源10からレーザービームが出力される。ステップS1において、制御部120は、光量モニター110に入射した光量を測定する。ステップS1における光量の測定は、予め決められた間隔で繰り返し行われる。制御部120は、測定した光量をRAMに記憶する。ステップS2において、制御部120は、光量の変動量(以下、「変動量ΔL」という)を算出する。変動量ΔLとしては、例えば、ステップS2の処理が行われる前の決められた期間における光量の変動の最大値、光量の変動の平均値、または光量の変動の標準偏差などが用いられる。制御部120は、ステップS1で測定された光量に応じて変動量ΔLを算出する。制御部120は、算出された変動量ΔLをRAMに記憶する。ステップS3において、制御部120は、変動量ΔLが閾値Th1以下であるか否かを判断する。閾値Th1は、信号処理回路90が測定する磁場の強さの精度に応じて決められた値であり、予めROMに記憶されている。制御部120は、RAMから変動量ΔLを、ROMから閾値Th1をそれぞれ読み出して両者を比較する。変動量ΔLが閾値Th1以下であると判断された場合(S3:YES)、制御部120は、処理をステップS4に移行する。変動量ΔLが閾値Th1を上回ると判断された場合(S3:NO)、制御部120は、処理をステップS1に移行する。ステップS4において、制御部120は、磁場の強さを測定する。
2. Operation FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the magnetic field measurement apparatus 1. The following process is started, for example, when the user starts up the magnetic field measurement apparatus 1 by operating an input unit (not shown). When the magnetic field measuring apparatus 1 is activated, a laser beam is output from the
ステップS1からステップS4の処理が行なわれると、変動量ΔLが閾値Th1を上回る場合に磁場の強さが測定される場合に比べて、ガスセル50に入射するレーザービームの光量の変化が少ないとき(すなわち磁場の測定の感度が安定しているとき)に磁場の強さが測定される。次に、磁場測定装置の他の構成について説明する。以下に示す磁場測定装置についても、図2と同様の動作が行われる。
When the processing from step S1 to step S4 is performed, when the change in the light amount of the laser beam incident on the
3.他の構成
図3は、本発明の第2実施形態に係る磁場測定装置1Bの構成を示すブロック図である。磁場測定装置1Bは、ガスセルを4つ有する、いわゆる4チャネルの磁場測定装置である。したがって、磁場測定装置1Bは、ガスセル50、第2偏光分離器61、PD70、PD80、および増幅回路130の組み合わせを4組有する。以下では、磁場測定装置1Bについて、磁場測定装置1Aと異なる構成を中心に説明する。磁場測定装置1Bは、第1偏光分離器21に代えて4個の偏光分離素子22(22A〜22D)を有する。
3. Other Configuration FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a magnetic
偏光分離素子22は、入射したレーザービームに含まれる偏光成分のうち、光源10により出力されたレーザービームの偏光成分と同じ偏光成分を反射および透過させる。図3に示す例では、光源10は偏光成分がP波成分のレーザービームを出力しているため、偏光分離素子22は、入射したレーザービームに含まれるP波成分を反射および透過させる。偏光分離素子22が、ある偏光成分(ここではP波成分)を反射および透過させるときの比率(反射率R:透過率T)は、各偏光分離素子22A〜22Dで互いに異なる。
The polarization separation element 22 reflects and transmits the same polarization component as the polarization component of the laser beam output from the
偏光分離素子22は、また、入射したレーザービームに含まれる偏光成分のうち、光源10により出力されたレーザービームの偏光成分とは異なる偏光成分を透過させる。図3に示す例では、光源10は偏光成分がP波成分のレーザービームを出力しているため、偏光分離素子22は、入射したレーザービームに含まれるS波成分を透過させる。
The polarization separation element 22 also transmits a polarization component different from the polarization component of the laser beam output from the
図4は、各偏光分離素子22の反射率R:透過率TをP波成分とS波成分について示す図である。P波成分について、磁場測定装置1Bでは、複数のガスセル50のそれぞれに入射する光量が等しくなるように、各偏光分離素子22A〜22Dの反射率R:透過率Tが決められている。具体的には、各偏光分離素子22A〜22DのP波成分に対する反射率R:透過率Tは、偏光分離素子22Aが25:75、偏光分離素子22Bが33:67、偏光分離素子22Cが50:50、偏光分離素子22Dが100:0である。また、各偏光分離素子22A〜22DのS波成分に対する反射率R:透過率Tは、いずれも0:100である。
FIG. 4 is a diagram showing the reflectance R: transmittance T of each polarization separation element 22 with respect to the P wave component and the S wave component. Regarding the P-wave component, in the magnetic
図5は、本発明の第3実施形態に係る磁場測定装置1Cの構成を示すブロック図である。磁場測定装置1Cは、ガスセルを16個有する、いわゆる16チャネルの磁場測定装置である。したがって、磁場測定装置1Cは、ガスセル50、第2偏光分離器61、PD70、PD80、および増幅回路130の組み合わせを16組有する。なお、図5においては、説明の便宜上、16チャネル分の組み合わせの図示は省略している。磁場測定装置1Cは、磁場測定装置1Bの構成に加えて、16個の無偏光分離素子23(23An、23Bn、23Cn、23Dn)を有する。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a magnetic
無偏光分離素子23には、偏光分離素子22により反射されたレーザービームが入射する。図5に示す例では、光源10は偏光成分がP波成分のレーザービームを出力し、偏光分離素子22はP波成分を反射している。そのため、無偏光分離素子23には、P波成分のレーザービームが入射する。無偏光分離素子23は、入射したレーザービームの偏光成分を変えることなく、ガスセル50に向かうレーザービーム(z軸正方向に向かうレーザービーム)と、隣り合う他の無偏光分離素子23に向かうレーザービーム(x軸正方向に向かうレーザービーム)とに分離する。つまり、無偏光分離素子23により分離されたレーザービームは、一部がガスセル50に入射し、残りが隣り合う他の無偏光分離素子23に入射する。
The laser beam reflected by the polarization separation element 22 is incident on the non-polarization separation element 23. In the example shown in FIG. 5, the
図6は、各無偏光分離素子23の反射率R:透過率Tを示した図である。磁場測定装置1Cでは、複数のガスセル50のそれぞれに入射するP波成分の光量が等しくなるように、各無偏光分離素子23の反射率R:透過率Tが決められている。具体的には、各無偏光分離素子23の反射率R:透過率Tは、無偏光分離素子23An(23A1〜23A4)が25:75、無偏光分離素子23Bn(23B1〜23B4)が33:67、無偏光分離素子23Cn(23C1〜23C4)が50:50、無偏光分離素子23Dn(23D1〜23D4)が100:0である。なお、各偏光分離素子22A〜22Dの反射率R:透過率Tは、図4と同様である。
FIG. 6 is a diagram showing the reflectance R: transmittance T of each non-polarized light separating element 23. In the magnetic field measurement apparatus 1 </ b> C, the reflectance R: transmittance T of each non-polarization separation element 23 is determined so that the light amounts of the P-wave components incident on each of the plurality of
4.変形例
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下で説明する変形例のうち、2つ以上のものが組み合わされて用いられてもよい。
4). Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. Hereinafter, some modifications will be described. Two or more of the modifications described below may be used in combination.
本発明が適用される磁場測定装置の構成は、図1、3、および5に示したものに限らない。例えば、磁場測定装置のチャネル数は、実施形態に示したチャネル数とは異なるチャネル数であってもよい。また、各偏光分離素子22および各無偏光分離素子23の反射率R:透過率Tは、実施形態に示した比率とは異なる比率であってもよい。さらに、無偏光分離素子23に代えて、S波成分またはP波成分の直線偏光を決められた比率で分離する偏光分離素子が用いられてもよい。
光ファイバー30は、シングルモードの光ファイバーに限らない。光ファイバー30は、例えば、偏波保持ファイバーであってもよい。また、導光体は、光ファイバー30に限らない。
PD70およびPD80から出力される信号に基づく磁場の強さの解析は、制御部120により行なわれてもよい。この場合、信号処理回路90は、省略される。
The configuration of the magnetic field measuring apparatus to which the present invention is applied is not limited to that shown in FIGS. For example, the number of channels of the magnetic field measurement apparatus may be different from the number of channels shown in the embodiment. Further, the reflectance R: transmittance T of each polarization separation element 22 and each non-polarization separation element 23 may be a ratio different from the ratio shown in the embodiment. Furthermore, instead of the non-polarization separation element 23, a polarization separation element that separates the linearly polarized light of the S wave component or the P wave component at a predetermined ratio may be used.
The
Analysis of the strength of the magnetic field based on the signals output from the
光源10が出力するレーザービームの偏光成分はP波成分に限らない。光源10は、S波成分のレーザービームを出力してもよい。この場合、第1偏光分離器21、偏光分離素子22、および無偏光分離素子23は、ガスセル50にS波成分が入射し、光量モニター110にP波成分が入射するように、レーザービームを分離する。
The polarization component of the laser beam output from the
磁場測定装置1の動作は、図2に示した動作に限らない。例えば、ステップS1からステップS3の処理が、磁場の測定が開始された後に行われてもよい。この場合、変動量ΔLが閾値Th1以下であると判断されたときには、磁場の測定が中止されてもよい。また、変動量ΔLが算出される方法は、実施形態に記載された方法に限らない。 The operation of the magnetic field measuring apparatus 1 is not limited to the operation shown in FIG. For example, the processing from step S1 to step S3 may be performed after the measurement of the magnetic field is started. In this case, when it is determined that the fluctuation amount ΔL is equal to or less than the threshold value Th1, the measurement of the magnetic field may be stopped. Further, the method for calculating the fluctuation amount ΔL is not limited to the method described in the embodiment.
制御部120が、光量モニター110による光量の検出結果に基づいて磁場の測定を制御する方法は、図2に示した方法に限らない。制御部120は、例えば、光量モニター110により検出された光量が閾値Th2以下であるときに、磁場の強さを測定してもよい。この場合、変動量ΔLは算出されない。
The method in which the
1,2…磁場測定装置、10…光源、20…偏光板、21…第1偏光分離器、22…偏光分離素子、23…無偏光分離素子、30…光ファイバー、40…コネクター、50…ガスセル、60…偏光分離器、61…第2偏光分離器、70,80…PD、90…信号処理回路、100…表示装置、110…光量モニター、120…制御部、130…増幅回路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ガスを内部に収容したセルと、
前記光源により出射された光を前記セルに導く導光体と、
前記セルと前記導光体との間に設けられ、前記光を第1軸方向の偏光成分と第2軸方向の偏光成分とに分離する偏光分離部と、
前記第2軸方向の偏光成分の光量を測定する光量測定部と、
前記光量測定部により測定された光量又は該光量の変化量が予め設定された閾値以下であるときに、前記セルを透過した前記第1軸方向の光量により磁場を測定する磁場測定部と
を有し、
前記変化量は、所定の間隔で繰り返し測定された各測定毎における光量の変動に基づいて求められる
磁場測定装置。 A light source;
A cell containing gas inside,
A light guide that guides the light emitted by the light source to the cell;
A polarization separation unit that is provided between the cell and the light guide and separates the light into a polarization component in a first axis direction and a polarization component in a second axis direction;
A light amount measuring unit for measuring the light amount of the polarization component in the second axis direction;
A magnetic field measuring unit that measures a magnetic field by the amount of light in the first axis direction transmitted through the cell when the light amount measured by the light amount measuring unit or the amount of change in the light amount is equal to or less than a preset threshold value. And
The amount of change, a magnetic field measuring device that is determined based on the fluctuation of the light intensity at each measurement, which is measured repeatedly at predetermined intervals.
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 threshold value is determined according to accuracy of a magnetic field measured by the magnetic field measurement unit.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の磁場測定装置。 The light guide, the magnetic field measuring apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises an optical fiber.
前記偏光分離部は、前記第1軸方向の偏光成分を互いに異なる比率で反射および透過させ、かつ、前記第2軸方向の偏光成分を透過させる複数の偏光分離素子を有する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の磁場測定装置。 A plurality of the cells are provided,
The polarization separation unit includes a plurality of polarization separation elements that reflect and transmit the polarization components in the first axis direction at different ratios and transmit the polarization components in the second axis direction. Item 4. The magnetic field measurement apparatus according to any one of Items 1 to 3 .
前記偏光分離部により分離された光のうち前記第2軸方向の偏光成分の光量を測定するステップと、
前記測定された光量又は該光量の変化量が予め設定された閾値以下であるときに、前記セルを透過した前記第1軸方向の光量により磁場を測定するステップと
を有し、
前記変化量は、所定の間隔で繰り返し測定された各測定毎における光量の変動に基づいて求められる
磁場測定方法。 A light source, a cell containing gas therein, a light guide that guides light emitted from the light source to the cell, and polarized light that separates the light into a polarization component in a first axis direction and a polarization component in a second axis direction A magnetic field measurement method in a magnetic field measurement apparatus having a separation unit,
Measuring the amount of the polarized light component in the second axis direction of the light separated by the polarization separation unit;
Wherein when the amount of change in the measured light intensity or light amount is equal to or less than the predetermined threshold value, possess and measuring the magnetic field by the amount of the first axial transmitted through the cell,
The amount of change, is that the magnetic field measuring method determined based on the change of light intensity at each measurement every is repeatedly measured at predetermined intervals.
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