JP6825237B2 - 磁場計測装置、磁場計測装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁場計測装置、磁場計測装置の製造方法に関する。

磁場計測装置として、アルカリ金属ガスや希ガスにおける原子のスピンを利用した高感度な原子磁気センサーが提案されている。

例えば、特許文献１には、プローブ光用光源と、プローブ光が伝搬する媒体と、を備え、媒体は、第１の測定位置と第２の測定位置とを有し、プローブ光の伝播経路に沿って、第１の測定位置と第２の測定位置とにおける磁場強度の差を、プローブ光の偏光回転角の差として直接測定する原子磁気センサーが開示されている。
上記特許文献１には、第１の測定位置と第２の測定位置とを同一セル内に設ける例と、別々のセル内に設ける例とが示されている。

また、例えば、特許文献２には、光源と、ガスを内部に収容したセルと、光源から射出された光を第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、第２軸方向の偏光成分の光量を測定する光量測定部と、光量測定部による該光量の測定結果に基づいて、セルを透過した第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が開示されている。
上記特許文献２には、複数のセルに対して第１軸方向の偏光成分を入射させるマルチチャンネル方式の例が示されている。

特開２００９−１６２５５４号公報 特開２０１５−１０２４９２号公報

上記特許文献１の原子磁気センサーでは、第１の測定位置を透過したプローブ光の進行方向を逆にして、第２の測定位置に入射させ透過させるとしている。これにより、第１の測定位置と第２の測定位置とにおけるプローブ光の偏光回転角をそれぞれ検出するために複数の光検出器を設ける必要がなくなることから、個々の光検出器の特性差異に基づくノイズが磁場の測定結果に混入することを防止できるとしている。

しかしながら、第１の測定位置と第２の測定位置とにそれぞれ決められた方向からプローブ光を入射させることは技術的に難しい。ましてや第１の測定位置と第２の測定位置とを別々のセルに設ける場合には、個々のセルに決められた方向から精度よくプローブ光を入射させることが求められる。

さらに、上記特許文献１における原子磁気センサーの技術思想を、上記特許文献２に示されているようなマルチチャンネル方式の磁場測定装置に当てはめようとすると、第１の測定位置と第２の測定位置とにそれぞれ複数のセルを配置する必要があり、プローブ光の入射方向に対する複数のセルの位置調整がさらに難易度を増すといった課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態または適用例として実現することが可能である。
本発明の一態様の磁場計測装置は、直線偏光光を照射する光照射部と、アルカリ金属原子が封入され、磁場の受感方向に配置されており、照射された前記直線偏光光の偏光面の回転角を、前記磁場の影響を受けて変化させる第１セル及び第２セルと、第１基準面上に配置され、前記直線偏光光を前記第１セルに入射させる第１光学素子と、第２基準面上に配置され、前記直線偏光光を前記第２セルに入射させる第２光学素子と、を備え、前記第１基準面に対して照射された光の第１の反射光の光軸の向きと、前記第２基準面に対して照射された前記光と平行な光の第２の反射光の光軸の向きと、が同一方向となるように、前記第１基準面に対する前記第２基準面の位置が調整されており、該調整によって、前記第１セルに入射させる前記直線偏光光の向きと、前記第２セルに入射させる前記直線偏光光の向きと、が同一方向となるように調整されており、前記第１セル及び第２セルにおいて電気的に検出された前記直線偏光光の偏光面の回転角の変化から前記磁場を計測することを特徴とする。

［適用例］本適用例に係る磁場計測装置は、直線偏光を照射する光照射部と、アルカリ金属原子が封入され、磁場の受感方向に順に配置された第１セル及び第２セルと、第１基準面に配置され、前記直線偏光を前記第１セルに入射させる第１光学素子と、第２基準面に配置され、前記直線偏光を前記第２セルに入射させる第２光学素子と、を備え、前記第１基準面に係る光の第１の反射光の光軸の向きと、前記第２基準面に係る前記光と平行な光の第２の反射光の光軸の向きとが同一方向となるように、前記第１基準面に対する前記第２基準面の位置が調整されていることを特徴とする。

本適用例によれば、第１基準面に係る光の第１の反射光の光軸の向きと、第２基準面に係る上記光と平行な光の第２の反射光の光軸の向きとが同一方向となるように、第１基準面に対する第２基準面の位置が調整されている。第１基準面に第１光学素子が配置され、第２基準面に第２光学素子が配置されていることから、第１セルと第２セルとにおいて同じ方向から直線偏光が入射することになる。したがって、第１セル及び第２セルのそれぞれに入射する直線偏光の光軸の向きが同じになり、外部磁場の影響が適正に排除され、磁場源から発する磁場を精度よく計測可能なグラディオ型の磁場計測装置を提供することができる。

上記適用例に記載の磁場計測装置において、前記光としてのビーム光を照射可能であって、前記第１基準面に係る前記ビーム光の前記第１の反射光の光軸の向きと、前記第２基準面に係る前記ビーム光の前記第２の反射光の光軸の向きとを検出可能な光軸検出部を備えることが好ましい。
この構成によれば、光軸検出部を備えることにより、第１セルに入射する直線偏光の光軸の向きと、第２セルに入射する直線偏光の光軸の向きとが同一方向であるか否かを検証可能なグラディオ型の磁場計測装置を提供できる。

上記適用例に記載の磁場計測装置において、前記第１基準面及び前記第２基準面には、反射部材が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、反射部材によりビーム光が確実に反射されるので、第１基準面に係るビーム光の第１の反射光の光軸の向きと、第２基準面に係るビーム光の第２の反射光の光軸の向きとを正確に検出することができる。

上記適用例に記載の磁場計測装置において、前記第１セルに対して前記受感方向と直交する方向に配置された第３セルと、前記第２セルに対して前記受感方向と直交する方向に配置された第４セルと、を備える構成としてもよい。
この構成によれば、外部磁場の影響を適正に排除して、磁場源から発する磁場を精度よく計測可能なグラディオ型且つマルチチャンネル型の磁場計測装置を提供することができる。

上記適用例に記載の磁場計測装置において、前記光照射部は、前記第１セルと前記第３セルとに、前記直線偏光を照射する第１光照射部と、前記第２セルと前記第４セルとに、前記直線偏光を照射する第２光照射部とを含むとしてもよい。
この構成によれば、１つの光照射部からグラディオ型且つマルチチャンネル型に配置された各セルに直線偏光を照射する場合に比べて、第１光照射部及び第２光照射部のそれぞれから射出される直線偏光の光量を抑えることができる。

上記適用例に記載の磁場計測装置において、磁場の前記受感方向と前記第１セル及び前記第２セルにおける前記直線偏光の入射方向とが交差しているとしてもよい。
この構成によれば、各セルに入射する直線偏光の入射方向に磁場源（計測対象）を必ずしも配置する必要がなくなることから、磁場源の配置における自由度が向上したグラディオ型の磁場計測装置を提供できる。

［適用例］本適用例に係る磁場計測装置の製造方法は、直線偏光を照射する光照射部と、アルカリ金属原子が封入された第１セル及び第２セルと、第１基準面に配置され、前記直線偏光を前記第１セルに入射させる第１光学素子と、第２基準面に配置され、前記直線偏光を前記第２セルに入射させる第２光学素子と、を有する磁場計測装置の製造方法であって、磁場の受感方向に前記第１セルと前記第２セルとを順に配置する配置工程と、前記第１基準面に係る光の第１の反射光の光軸の向きと、前記第２基準面に係る前記光と平行な光の第２の反射光の光軸の向きとを検出する光軸検出工程と、前記光軸検出工程の結果に基づいて、前記第１の反射光の光軸の向きと、前記第２の反射光の光軸の向きとが同一方向となるように、前記第１基準面に対する前記第２基準面の位置を調整する位置調整工程と、を備えたことを特徴とする。

本適用例によれば、位置調整工程では、光軸検出工程の結果に基づいて、第１の反射光の光軸の向きと、第２の反射光の光軸の向きとが同一方向となるように、第１基準面に対する第２基準面の位置が調整される。第１基準面に第１光学素子が配置され、第２基準面に第２光学素子が配置されていることから、第１セルと第２セルとにおいて同じ方向から直線偏光が入射することになる。したがって、第１セル及び第２セルのそれぞれに入射する直線偏光の光軸の向きが同じになり、外部磁場の影響を適正に排除可能な状態で、磁場の受感方向に第１セルと第２セルとが配置され、磁場源から発する磁場を精度よく計測可能なグラディオ型の磁場計測装置の製造方法を提供することができる。

上記適用例に記載の磁場計測装置の製造方法において、前記光軸検出工程は、前記第１の反射光の光軸の向きを検出する第１工程と、前記第２の反射光の光軸の向きを検出する第２工程と、を含み、前記第２工程は、前記配置工程の後に実施され、前記第１工程で検出された前記第１の反射光の光軸の向きを基準として、前記第２の反射光の光軸の向きを検出することが好ましい。
この方法によれば、第１基準面に係る光の第１の反射光の光軸の向きを基準として、第２基準面に係る上記光と平行な光の第２の反射光の光軸の向きが検出されるので、第１基準面に対する第２基準面の位置を容易に位置調整することができる。

第１実施形態の磁場計測装置の構成を示すブロック図。 ２つの磁気センサーの配置を示す概略図。 ２つの磁気センサーにおけるレーザー光軸と外部磁場との関係を示す図。 ２つの磁気センサーにおけるレーザー光軸と外部磁場との関係を示す図。 第１実施形態の磁場計測装置の構成を示す概略図。 第１の反射光の光軸の向きの検出結果の一例と、第２の反射光の光軸の向きの検出結果の一例とを示す図。 第２実施形態の磁場計測装置の構成を示す概略図。 第３実施形態の磁場計測装置の構成を示す概略図。 第４実施形態の磁場計測装置におけるセルの配置を示す概略平面図。 第４実施形態の磁場計測装置の構成を示す概略図。 変形例のレーザー光軸の向きと外部磁場との関係を示す概略図。 変形例のレーザー光軸の向きの調整方法を示す概略図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

以降に説明する各実施形態は、計測対象の磁場源として例えば生体の心臓や脳などから発する微小な磁場を計測可能な光ポンピング方式の磁場計測装置を例に挙げて説明する。また、当該磁場計測装置は、磁場源と磁気センサーとの距離に起因する磁場勾配の大きさの差を利用して、磁場の計測における外部磁場の影響を排除するグラディオ型の磁気センサーの配置が導入された装置である。

（第１実施形態）
＜磁場計測装置＞
本実施形態の磁場計測装置について、図１を参照して説明する。図１は第１実施形態の磁場計測装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の磁場計測装置１００は、計測用磁気センサー１１と、参照用磁気センサー１２と、信号処理部１０５と、表示部１０６と、これらを統括する制御部１０７とを備えている。計測用磁気センサー１１は、第１光照射部１０１Ａと、第１セル１０２Ａと、第１偏光分離部１０３Ａと、第１受光部１０４Ａとを含んで構成されている。参照用磁気センサー１２は、第２光照射部１０１Ｂと、第２セル１０２Ｂと、第２偏光分離部１０３Ｂと、第２受光部１０４Ｂとを含んで構成されている。

磁場計測装置１００は、セルに封入されたガス状のアルカリ金属原子にポンプ光を照射することにより励起させ、励起によってスピン偏極が生じたアルカリ金属原子に直線偏光であるプローブ光を照射する。アルカリ金属原子のスピン偏極は磁場の影響を受けてアライメント方位が変化する。照射されたプローブ光は該スピン偏極のアライメント方位の影響を受けて偏光面の回転角が変化することから、上記偏光面の回転角を電気的に検出することにより、磁場の大きさ（強さ）を計測するものである。第１光照射部１０１Ａ及び第２光照射部１０１Ｂのそれぞれは、上記ポンプ光及び上記プローブ光を兼ねるレーザー光Ｌを出力する構成となっている。つまり、本実施形態の磁場計測装置１００は、光ポンピング方式及びワンビーム方式の２つの磁気センサーを備えるものである。

２つの磁気センサーは、それぞれ基本的に同じ構成を有していることから、計測用磁気センサー１１の各構成について説明して、参照用磁気センサー１２についての詳細な説明を省略する。したがって、説明に際して、第１光照射部１０１Ａ及び第２光照射部１０１Ｂを総称して光照射部１０１と呼び、第１セル１０２Ａ及び第２セル１０２Ｂを総称してセル１０２と呼ぶこととする。また、第１偏光分離部１０３Ａ及び第２偏光分離部１０３Ｂを総称して偏光分離部１０３と呼び、第１受光部１０４Ａ及び第２受光部１０４Ｂを総称して受光部１０４と呼ぶこととする。

光照射部１０１は、光源１１１と、変換部１１２とを有する。光源１１１は、レーザー光Ｌを発生させる装置であり、例えばレーザーダイオードおよびその駆動回路を有する。レーザー光Ｌの周波数は、セル１０２に封入されたアルカリ金属原子の超微細構造準位の遷移に対応した周波数に設定される。変換部１１２は、光源１１１から出力されたレーザー光Ｌの光学的な振動方向を所定の方向に変換する。つまり、変換部１１２は、例えば偏光板であって、レーザー光Ｌの偏光面の角度を所定の角度として光照射部１０１から射出させる。光照射部１０１から射出されたレーザー光Ｌは、例えば光ファイバー（図示省略）などの導光部材を介してセル１０２に照射される。なお、導光部材を介さず直接に、光照射部１０１からセル１０２にレーザー光Ｌを照射してもよいが、導光部材を用いると光照射部１０１の大きさや配置などの制約を受け難くなる。

セル１０２の内部には、例えば、カリウム（Ｋ）、セシウム（Ｃｓ）などのアルカリ金属原子が封入される。本実施形態では、セシウム（Ｃｓ）が封入されている。セル１０２は、光透過性を有し、封入されるアルカリ金属と反応せず、かつアルカリ金属原子を透過しない材料、例えば石英ガラスまたはホウケイ酸ガラスなどを用いて形成される。なお、セルの材質はガラスに限らず、前述の要件を満たすものであればよく、例えば樹脂であってもよい。

セル１０２を透過したレーザー光Ｌは、偏光分離部１０３に入射する。なお、セル１０２を透過したレーザー光Ｌを偏光分離部１０３に導光部材を介して導いてもよい。

偏光分離部１０３は、例えば、２つの直角プリズムを接合した偏光ビームスプリッターが用いられる。２つの直角プリズムの接合面であるプリズム界面１３１には、例えば屈折率が異なる誘電体多層膜が形成されている。偏光分離部１０３は、セル１０２を透過した直線偏光であるレーザー光Ｌが、プリズム界面１３１に入射するように配置される。プリズム界面１３１に入射したレーザー光Ｌは、上記誘電体多層膜によってプリズム界面１３１の入射面と平行な第１の偏光面（直線偏光の振動面）を有する偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）と、上記第１の偏光面に直交する第２の偏光面を有する偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）とに分離される。偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）は、偏光分離部１０３を透過して受光部１０４に設けられた一方の受光素子１４１に入射する。偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）は、プリズム界面１３１（誘電体多層膜）で反射して、受光部１０４に設けられた他方の受光素子１４２に入射する。プリズム界面１３１の入射面とは、プリズム界面１３１の法線と、プリズム界面１３１に入射するレーザー光Ｌの光軸とが含まれる平面である。

なお、変換部１１２は、直線偏光であるレーザー光Ｌの偏光面をプリズム界面１３１の入射面と平行となるように変換する。言い換えれば、偏光分離部１０３は、プリズム界面１３１の入射面の向きが、変換部１１２によって変換されたレーザー光Ｌの偏光面の向きと同じになるようにセル１０２と受光部１０４との間のレーザー光Ｌの光軸上に配置される。これにより、セル１０２内に磁場が存在しないとき（セル１０２に磁場が印加されないとき）、セル１０２を透過したレーザー光Ｌの偏光面の角度は変化しないので、偏光分離部１０３に入射したレーザー光Ｌは、それぞれに強度が等しいレベルで偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）と偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）とに分離される。セル１０２に磁場が印加されると、磁場の影響を受けてレーザー光Ｌの偏光面の角度（向き）が変化することから、偏光分離部１０３によって分離された偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）と偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）とは強度に差が生ずることになる。つまり、偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）と偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）との強度の差からレーザー光Ｌの偏光面の回転角、すなわち、２つの磁気センサーのそれぞれに印加された磁場の大きさ（強さ）を求めることができる。

受光部１０４は、レーザー光Ｌの波長に感度を有する受光素子１４１及び受光素子１４２を有する。受光素子１４１，１４２としては、例えば、フォトダイオードなどを挙げることができる。上述したように、受光素子１４１は偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）を受光し、受光した光量に応じた信号を信号処理部１０５に出力する。受光素子１４２は偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）を受光し、受光した光量に応じた信号を同じく信号処理部１０５に出力する。
本実施形態における偏光分離部１０３及び受光部１０４は、プローブ光の偏光面の回転角を検出する回転角検出部の一例である。

信号処理部１０５は、測定軸（本実施形態では、レーザー光Ｌの光軸に沿った方向）における磁場の大きさ（強さ）を算出する。上述したように、セル１０２を透過する前後のレーザー光Ｌにおける偏光面の回転角の変化量は、セル１０２に印加された磁場の大きさ（強さ）に依存している。信号処理部１０５は、まず、受光素子１４１および受光素子１４２からの信号を用いて偏光面の回転角を計算し、次に、この回転角から磁場の大きさ（強さ）を計算する。具体的には、偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）と偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）との光電流の差をとり、その差により磁場の大きさ（強さ）が計算される。

また、偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）と偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）との光電流の差をとる方法によれば、磁場の向きも求めることができる。例えば、光電流の差を偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）の光電流から偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）の光電流を引いた値として符号を考える。ここでレーザー光Ｌがセル１０２を透過する方向の磁場が存在したとき、セル１０２を透過した後のレーザー光Ｌの偏光面が回転して、偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）の光電流が増して偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）の光電流が減じるように偏光分離部１０３を設置すると、差の符号はプラス（＋）となる。この偏光分離部１０３の設置状態で、レーザー光Ｌがセル１０２を透過する方向と逆の向きに磁場が存在したとき、セル１０２を透過した後のレーザー光Ｌの偏光面は先の回転方向とは逆方向に回転して、偏光Ｌ１（偏光Ｌ３）の光電流が減じて偏光Ｌ２（偏光Ｌ４）の光電流が増すことになり、差の符号はマイナス（−）になる。このように差の符号により磁場の向きが分かる。なお符号が、プラス（＋）またはマイナス（−）のどちらにおいても、差の絶対値が、磁場の大きさ（強さ）となる。

表示部１０６は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示装置であって、信号処理部１０５により計算された磁場の大きさ（強さ）や向きなどを示す情報を表示する。

制御部１０７は、磁場計測装置１００の各部を電気的に制御する。制御部１０７は、ＣＰＵなどの処理装置及びメモリーを有する。図示は省略したが、磁場計測装置１００は、キーボードやタッチスクリーンなどの入力装置を備えていてもよい。

なお、本実施形態では、２つの磁気センサーがそれぞれ光照射部１０１を備える構成としたが、これに限定されるものではなく、１つの光照射部１０１から射出されるレーザー光Ｌを第１セル１０２Ａと第２セル１０２Ｂとに導く構成としてもよい。言い換えれば、磁気センサーは、光照射部１０１を含まないものとして扱ってもよい。

＜磁場計測方法の原理＞
次に、磁場計測装置１００を用いた磁場計測方法の原理について、図２〜図４を用いて説明する。図２は２つの磁気センサーの配置を示す概略図、図３及び図４は２つの磁気センサーにおけるレーザー光軸と外部磁場との関係を示す図である。以降、計測用磁気センサー１１と参照用磁気センサー１２とを、２つの磁気センサー１１，１２と呼ぶこともある。

２つの磁気センサー１１，１２の配置を説明するにあたり、図２に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直交座標を用いることとする。２つの磁気センサー１１，１２は、例えば、Ｚ軸方向において、磁場源Ｍ１から近い側に第１セル１０２Ａが配置され、第１セル１０２Ａよりも磁場源Ｍ１から遠い側に第２セル１０２Ｂが配置される。なお、磁場源Ｍ１に対して２つの磁気センサー１１，１２が配置される方向は、Ｚ軸方向に限定されるものではない。

レーザー光ＬはＺ軸方向に沿って第１セル１０２Ａと第２セル１０２Ｂとにそれぞれ入射する。前述したように、第１セル１０２Ａを透過したレーザー光Ｌは第１偏光分離部１０３Ａにより偏光Ｌ１と偏光Ｌ２とに分岐され、偏光Ｌ１は受光素子１４１に入射し、偏光Ｌ２は受光素子１４２に入射する。一方、第２セル１０２Ｂを透過したレーザー光Ｌは第２偏光分離部１０３Ｂにより偏光Ｌ３と偏光Ｌ４とに分岐され、偏光Ｌ３は受光素子１４１に入射し、偏光Ｌ４は受光素子１４２に入射する。

図３に示すように、Ｚ軸方向に、磁場源Ｍ１と、第１セル１０２Ａと、第２セル１０２Ｂとがこの順に配置されており、レーザー光Ｌのレーザー光軸Ｌ₀もまたＺ軸方向に沿っているので、本実施形態の磁場計測装置１００における受感方向は、矢印で示すように、Ｚ軸方向に沿った方向となる。言い換えれば、磁場源Ｍ１と、第１セル１０２Ａと、第２セル１０２Ｂとはこの順に受感方向に配置される。

２つの磁気センサー１１，１２によって計測される磁場源Ｍ１の磁場の大きさは、磁場源Ｍ１から各磁気センサーまでの距離の二乗に反比例すること（ビオサバールの法則）が知られている。したがって、計測用磁気センサー１１により計測される磁場源Ｍ１の磁場の大きさは、計測用磁気センサー１１よりも磁場源Ｍ１から遠い位置に配置された参照用磁気センサー１２により計測される磁場源Ｍ１の磁場の大きさよりも大きい。言い換えれば、参照用磁気センサー１２により計測される磁場源Ｍ１の磁場の大きさは、参照用磁気センサー１２よりも磁場源Ｍ１に近い位置に配置された計測用磁気センサー１１により計測される磁場源Ｍ１の磁場の大きさよりも小さい。

これに対して、例えば、図３に示すように、Ｘ軸とＺ軸とにより示される座標において、地磁気などの環境磁場を含む外部磁場ＥＭが、Ｘ軸とＺ軸とに交差する斜め方向に働いているとする。Ｚ軸方向において異なる位置に配置された２つの磁気センサー１１，１２には、それぞれ同じ方向及び大きさの外部磁場ＥＭが印加される。

外部磁場ＥＭの大きさが、一般的にｎＴ（ナノテスラ）のレベルにあるのに比べて、例えば生体における心臓や脳などの磁場源Ｍ１から発する磁場の大きさは、ｐＴ（ピコテスラ）のレベルである。したがって、磁場源Ｍ１の磁場計測は、磁場源Ｍ１から発する磁場の大きさよりも大きな外部磁場ＥＭの影響（ノイズ）を受けることになる。

本実施形態の磁場計測装置１００では、このような外部磁場ＥＭの影響（ノイズ）を排除可能な磁場計測方法となっている。具体的には、図２に示すように、計測用磁気センサー１１において、受光素子１４１は偏光Ｌ１を受光して電位Ｖ₁を出力し、受光素子１４２は偏光Ｌ２を受光して電位Ｖ₂を出力する。同じく、参照用磁気センサー１２において、受光素子１４１は偏光Ｌ３を受光して電位Ｖ₃を出力し、受光素子１４２は偏光Ｌ４を受光して電位Ｖ₄を出力する。

信号処理部１０５は、例えば、３つの演算増幅部１５１，１５２，１５３を有している。演算増幅部１５１により、電位Ｖ₁と電位Ｖ₂との差が演算され、電位Ｖ₅が出力される。演算増幅部１５２により、電位Ｖ₃と電位Ｖ₄との差が演算され、電位Ｖ₆が出力される。演算増幅部１５３により、電位Ｖ₅と電位Ｖ₆との差が演算され、電位Ｖ_0utが出力される。

電位Ｖ₅は、計測用磁気センサー１１が検知した、外部磁場ＥＭのノイズを含む磁場源Ｍ１の磁場の大きさを電気的に表すものであり、電位Ｖ₆は、参照用磁気センサー１２が検知した、同じく外部磁場ＥＭのノイズを含む磁場源Ｍ１の磁場の大きさを電気的に表すものである。図３に示したように、２つの磁気センサー１１，１２に印加される外部磁場ＥＭの方向や大きさは同じであり、電位Ｖ₅と電位Ｖ₆との差を演算することで、外部磁場ＥＭのノイズを排除することができる。また、磁場源Ｍ１から発する磁場は、磁場源Ｍ１と磁気センサーとの距離の二乗に反比例することから、参照用磁気センサー１２が検知する磁場源Ｍ１の磁場の大きさは計測用磁気センサー１１が検知する磁場源Ｍ１の磁場の大きさよりも格段に小さくなるので、参照用磁気センサー１２が検知する磁場源Ｍ１の磁場の大きさを「ゼロ」とみなすことができる。ゆえに、電位Ｖ₅と電位Ｖ₆との差を演算することで、外部磁場ＥＭのノイズを排除して、計測用磁気センサー１１が検知した磁場源Ｍ１の磁場の大きさを電気的に電位Ｖ_outとして取り出すことができる。

ところで、図４に示すように、例えば、参照用磁気センサー１２の第２セル１０２Ｂにおけるレーザー光Ｌの入射方向、すなわちレーザー光軸Ｌ₀の方向がＺ軸方向からずれている場合、レーザー光Ｌの偏光面の回転角との関係から、参照用磁気センサー１２が検知する外部磁場ＥＭのノイズの大きさは、計測用磁気センサー１１が検知する外部磁場ＥＭのノイズの大きさと異なることになる。したがって、電位Ｖ₅と電位Ｖ₆との差を演算しても、外部磁場ＥＭのノイズを適正に排除できなくなる。このような不具合は、計測用磁気センサー１１の第１セル１０２Ａにおけるレーザー光軸Ｌ₀の方向がＺ軸方向からずれている場合も同様に起こり得る。つまり、第１セル１０２Ａ及び第２セル１０２Ｂに対するレーザー光Ｌの入射方向（レーザー光軸Ｌ₀の向き）は、同じであることが求められる。そこで、本実施形態の磁場計測装置１００は、上記のような不具合を排除可能な構成を備えており、以降、図５を参照して説明する。

図５は第１実施形態の磁場計測装置の構成を示す概略図である。詳しくは、図５はＺ軸方向と直交するＹ軸方向から見た磁場計測装置１００の構成を示す概略図である。

図５に示すように、磁場計測装置１００は、計測用磁気センサー１１の第１セル１０２Ａ及び第１偏光分離部１０３Ａ並びに受光素子１４１，１４２を支持する第１支持部１０８を有している。同じく参照用磁気センサー１２の第２セル１０２Ｂ及び第２偏光分離部１０３Ｂ並びに受光素子１４１，１４２を支持する第２支持部１０９を有している。詳しい図示は省略するが、第１支持部１０８及び第２支持部１０９のそれぞれは、上記各部を立体的に支持可能な構造体である。第１支持部１０８では、構造体の底部における第１セル１０２Ａ側の面が、第１基準面１０８ａとして設定されている。同様に、第２支持部１０９では、構造体の底部における第２セル１０２Ｂ側の面が、第２基準面１０９ａとして設定されている。

本実施形態では、第１基準面１０８ａの面積は第２基準面１０９ａの面積よりも大きく、第１支持部１０８に第２支持部１０９を所定の位置で重ねたときに、Ｚ軸方向に沿った平面視で、第１基準面１０８ａの一部が第２基準面１０９ａからＸ軸方向にはみ出すように構成されている。

第１基準面１０８ａと第１セル１０２Ａとの間には、第１光照射部１０１Ａから射出されたレーザー光Ｌを第１セル１０２ＡにＺ軸方向から入射させる第１光学素子としての導光体１２０が配置されている。導光体１２０は、入射したレーザー光Ｌを全反射して第１セル１０２Ａに入射させるミラー１２１を有している。

第２基準面１０９ａと第２セル１０２Ｂとの間にも導光体１２０が配置され、この導光体１２０は、第２光照射部１０１Ｂから射出されたレーザー光Ｌを第２セル１０２ＢにＺ軸方向から入射させる第２光学素子として機能している。すなわち、第１基準面１０８ａ及び第２基準面１０９ａのそれぞれに導光体１２０が配置されている。

なお、図５には図示していないが、第１基準面１０８ａ上において導光体１２０と第１セル１０２Ａとの間には、第１セル１０２Ａの温度を磁場計測に適した温度とするための加熱部が設けられている。加熱部は、例えば板状のセラミックヒーターであって、第１セル１０２Ａに対するレーザー光Ｌの入射を阻害しないように配置されている。第２基準面１０９ａ上における導光体１２０と第２セル１０２Ｂとの間にも同様に加熱部が設けられている。

磁場計測装置１００は、光軸検出部の一例としてのレーザーオートコリメーター１７０を備えている。レーザーオートコリメーター１７０は、計測対象物に対してビーム光を照射する光源と、計測対象物の表面で反射したビーム光（反射光）を検出する例えばＣＣＤなどの受光素子とを備えている。レーザーオートコリメーター１７０は、計測対象物の表面で反射したビーム光の光軸の向きを検出することができる。本実施形態では、レーザーオートコリメーター１７０は、Ｚ軸方向において第１基準面１０８ａと第２基準面１０９ａとにそれぞれビーム光を照射可能となるように、第１支持部１０８及び第２支持部１０９に対して少なくともＸ軸方向に相対的に移動可能な状態で設けられている。つまり、第１基準面１０８ａに照射されるビーム光と、第２基準面１０９ａに照射されるビーム光とは、互いにＺ軸方向に沿った平行な状態となっている。

図５に示すように、本実施形態の磁場計測装置１００では、レーザーオートコリメーター１７０を用いて、第１基準面１０８ａで反射したビーム光Ｂ１の光軸の向きと、第２基準面１０９ａで反射したビーム光Ｂ２の光軸の向きとを検出する。磁場計測装置１００は、第１基準面１０８ａに対する第２基準面１０９ａの相対的な位置を調整可能な位置調整機構を備えている。位置調整機構により、レーザーオートコリメーター１７０の検出結果に基づいて、第１基準面１０８ａに対する第２基準面１０９ａの相対的な位置を調整することができる。制御部１０７がレーザーオートコリメーター１７０の検出結果を参照して、第１基準面１０８ａに対する第２基準面１０９ａの相対的な位置を自動的に調整できるように、位置調整機構を構成してもよいし、レーザーオートコリメーター１７０の検出結果を表示部１０６に表示し、作業者が表示を確認して第１基準面１０８ａに対する第２基準面１０９ａの相対的な位置を調整できるように、位置調整機構を構成してもよい。

図５では、上記位置調整機構について具体的に図示をしていないが、第１基準面１０８ａに対する第２基準面１０９ａの位置を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向において調整可能であると共に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸に対しての傾きを調整可能な機構であれば、どのような機構であってもよいが、磁場計測に影響を及ぼすような素材を位置調整機構に適用しないことが好ましい。

本実施形態の磁場計測装置１００の製造方法は、第１基準面１０８ａに対する第２基準面１０９ａの位置を調整する位置調整工程を含むものである。以降、磁場計測装置１００の製造方法について説明する。

＜磁場計測装置の製造方法＞
本実施形態の磁場計測装置１００の製造方法は、磁場の受感方向に第１セル１０２Ａと第２セル１０２Ｂとを順に配置する配置工程（ステップＳ１）と、第１基準面１０８ａに係るビーム光の第１の反射光としてのビーム光Ｂ１の光軸の向きと、第２基準面１０９ａに係るビーム光の第２の反射光としてのビーム光Ｂ２の光軸の向きとを検出する光軸検出工程（ステップＳ２）と、光軸検出工程の結果に基づいて、第１基準面１０８ａに対する第２基準面１０９ａの位置、言い換えれば、第１支持部１０８に対する第２支持部１０９の位置を調整する位置調整工程（ステップＳ３）と、を備えている。以降、図５及び図６を参照して説明する。

本実施形態におけるステップＳ１の配置工程は、具体的には、図５に示すように、計測用磁気センサー１１が組み込まれた第１支持部１０８に、参照用磁気センサー１２が組み込まれた第２支持部１０９を、Ｚ軸方向に重ねて配置する工程である。この時点では、第１支持部１０８に対して第２支持部１０９が所定の位置で仮止めされた状態となっている。そして、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２の光軸検出工程は、ビーム光Ｂ１の光軸の向きを検出する第１工程と、ビーム光Ｂ２の光軸の向きを検出する第２工程と、を含んでいる。

図６は、第１の反射光の光軸の向きの検出結果の一例と、第２の反射光の光軸の向きの検出結果の一例とを示す図である。図６に示した同心円は、同心円の中心を基準点として検出された光軸の座標を示すものである。同心円の中心である基準点は、照射されたビーム光が反射して照射された方向にそのまま戻ったときの座標を示すものである。つまり、検出された光軸の座標は、基準点に対する光軸の向きとしての光軸の方向及び角度を示すものである。

ステップＳ２の第１工程では、図５に示すように、レーザーオートコリメーター１７０から第１基準面１０８ａに向けてビーム光を照射し、第１基準面１０８ａで反射した第１の反射光としてのビーム光Ｂ１の光軸の向きを検出する。図６には、検出されたビーム光Ｂ１の光軸の向き（座標）を「×」印として示している。この時点で、図６に示すように、ビーム光Ｂ１の光軸の向き（座標）が基準点から大きくずれていた場合には、ビーム光Ｂ１の光軸の向き（座標）と基準点とが合致するように、第１支持部１０８における計測用磁気センサー１１の位置が調整される。具体的には、第１基準面１０８ａに対する導光体１２０、第１セル１０２Ａ、第１偏光分離部１０３Ａ、第１受光部１０４Ａ（受光素子１４１，１４２）の相対的な位置の調整がなされる。このような、第１支持部１０８側の調整が終了するまで、ビーム光Ｂ１の光軸の向き（座標）の検出は繰り返し行われる。第１支持部１０８側の調整が終了した時点で、調整後のビーム光Ｂ１の光軸の向き（座標）がレーザーオートコリメーター１７０における基準点として再設定される。なお、ビーム光Ｂ１の光軸の向き（座標）と基準点とは厳密に合致する必要はなく、互いの相対的な位置関係が予め定められた範囲内ならばほぼ合致したとして扱ってもよい。

ステップＳ２の第２工程では、図５に示すように、レーザーオートコリメーター１７０をＸ軸方向に相対的に移動させ、ビーム光Ｂ１の光軸の向き（座標）を基準点として再設定されたレーザーオートコリメーター１７０から第２基準面１０９ａに向けてビーム光を照射し、第２基準面１０９ａで反射したビーム光Ｂ２の光軸の向き（座標）を検出する。図６には、ビーム光Ｂ２の光軸の向き（座標）を「×」印として示している。そして、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３の位置調整工程では、ステップＳ２の第２工程で、図６に示すように、ビーム光Ｂ２の光軸の向き（座標）が再設定された基準点からずれていた場合には、ビーム光Ｂ２の光軸の向き（座標）と基準点とが合致するように、第１支持部１０８に対する第２支持部１０９の位置が前述した位置調整機構を用いて調整される。つまり、ビーム光Ｂ１の光軸の向きと、ビーム光Ｂ２の光軸の向きとが同一方向となるように、第１支持部１０８に対する第２支持部１０９の位置を調整する。このような、第２支持部１０９側の調整が終了するまで、ビーム光Ｂ２の光軸の向き（座標）の検出は繰り返し行われる。

第１基準面１０８ａに係るビーム光Ｂ１の光軸の向きは、第１セル１０２Ａにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向きと基本的に同一方向である。また、第２基準面１０９ａに係るビーム光Ｂ２の光軸の向きは、第２セル１０２Ｂにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向きと基本的に同一方向である。したがって、位置調整工程で、ビーム光Ｂ１の光軸の向きを基準（基準点）として、基準点とビーム光Ｂ２の光軸の向きとが合致するように調整すれば、第１セル１０２Ａにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向きと第２セル１０２Ｂにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向きとを同一方向とすることができる。

なお、第１セル１０２Ａにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向きと第２セル１０２Ｂにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向きとの差を光軸角度精度として捉えた場合、レーザーオートコリメーター１７０における光軸角度測定分解能は、上記光軸角度精度と同等、もしくは上記光軸角度精度よりも小さいことが求められる。

上記第１実施形態の磁場計測装置１００とその製造方法によれば、以下の効果が得られる。
（１）磁場計測装置１００は、計測用磁気センサー１１が組み込まれる第１支持部１０８に設けられた第１基準面１０８ａと、参照用磁気センサー１２が組み込まれる第２支持部１０９に設けられた第２基準面１０９ａとを有している。また、受感方向（Ｚ軸方向）において、第１基準面１０８ａと第２基準面１０９ａとにそれぞれビーム光を照射可能な光軸検出部としてのレーザーオートコリメーター１７０を備えている。また、第１支持部１０８に対する第２支持部１０９の位置を調整可能な位置調整機構を備えている。磁場計測装置１００の製造方法において、光軸検出工程（ステップＳ２）では、レーザーオートコリメーター１７０により、第１基準面１０８ａに係るビーム光の第１の反射光であるビーム光Ｂ１の光軸の向きと、第２基準面１０９ａに係るビーム光の第２の反射光であるビーム光Ｂ２の光軸の向きとが検出される。位置調整工程（ステップＳ３）では、レーザーオートコリメーター１７０の検出結果に基づいて、位置調整機構により、ビーム光Ｂ１の光軸の向きとビーム光Ｂ２の光軸の向きとが合致するように、すなわち、第１セル１０２Ａ及び第２セル１０２Ｂにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向き（レーザー光Ｌの入射方向）が同一方向となるように、第１支持部１０８に対する第２支持部１０９の位置が調整される。したがって、受感方向に配置された、計測用磁気センサー１１と参照用磁気センサー１２とにおいて、外部磁場ＥＭのノイズが同水準で検知されるため、信号処理部１０５により第１受光部１０４Ａの出力と第２受光部１０４Ｂの出力との差を演算することで、外部磁場ＥＭの影響（ノイズ）を適正に排除することができる。すなわち、外部磁場ＥＭの影響（ノイズ）を適正に排除して、計測用磁気センサー１１により磁場源Ｍ１の磁場を精度よく計測可能なグラディオ型の磁場計測装置１００及びその製造方法を提供することができる。

（２）光軸検出工程（ステップＳ２）は、第１基準面１０８ａに係るビーム光の第１の反射光であるビーム光Ｂ１の光軸の向きを検出する第１工程と、第２基準面１０９ａに係るビーム光の第２の反射光であるビーム光Ｂ２の光軸の向きを検出する第２工程とを有している。第２工程は、計測用磁気センサー１１が組み込まれた第１支持部１０８と、参照用磁気センサー１２が組み込まれた第２支持部１０９とを受感方向に重ねて配置する配置工程（ステップＳ１）の後に実施され、第１工程で検出されたビーム光Ｂ１の光軸の向きを基準として、ビーム光Ｂ２の光軸の向きを検出する。したがって、位置調整工程では、第２工程の検出結果により、第１基準面１０８ａに対する第２基準面１０９ａの位置を容易に位置調整することができる。すなわち、２つの磁気センサー１１，１２のそれぞれにおいて、レーザー光軸Ｌ₀の向きを個別に調整してから配置工程を実施する場合に比べて、第１セル１０２Ａ及び第２セル１０２Ｂにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向きを容易に調整することができる。

次に、他の実施形態の磁場計測装置について、図面を参照して説明する。

（第２実施形態）
図７は第２実施形態の磁場計測装置の構成を示す概略図である。詳しくは、図７は上記第１実施形態における図５に対応するものである。第２実施形態の磁場計測装置において、上記第１実施形態の磁場計測装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。また、第２実施形態の磁場計測装置もまた、基本的に上記第１実施形態の図１及び図２に示したグラディオ型の構成を有するものである。

図７に示すように、本実施形態の磁場計測装置２００は、計測用磁気センサー１１が組み込まれた第１支持部１０８と、参照用磁気センサー１２が組み込まれた第２支持部１０９とを有している。受感方向（Ｚ軸方向）に第１支持部１０８と第２支持部１０９とが重ねて配置されている。構造体である第１支持部１０８の底部における第１セル１０２Ａ側の面が、第１基準面１０８ａとして設定されている。同様に、構造体である第２支持部１０９の底部における第２セル１０２Ｂ側の面が、第２基準面１０９ａとして設定されている。

受感方向において第１基準面１０８ａと第２基準面１０９ａとに向けてそれぞれビーム光を照射可能なレーザーオートコリメーター１７０が設けられている。また、第１基準面１０８ａ及び第２基準面１０９ａに、反射部材としてのオプティカルフラット２２０が配置されている。言い換えれば、第１基準面１０８ａ及び第２基準面１０９ａのそれぞれに設けられたオプティカルフラット２２０を受感方向（Ｚ軸方向）から臨むことが可能となるようにレーザーオートコリメーター１７０が設けられている。

オプティカルフラット２２０は、例えば、石英などの透明基板が用いられ、透明基板の少なくとも一方の面が光学的に高い精度で平坦化されたものを指す。平坦化された少なくとも一方の面の表面粗さは、例えばＰＶ（peak-to-valley）値で３０ｎｍ〜６０ｎｍである。オプティカルフラット２２０は、平坦化された面がレーザーオートコリメーター１７０の方に向くように、第１基準面１０８ａと第２基準面１０９ａとに配置されている。

本実施形態の磁場計測装置２００の製造方法は、基本的に上記第１実施形態の磁場計測装置１００の製造方法と同じであるが、光軸検出工程では、レーザーオートコリメーター１７０から第１基準面１０８ａに設けられたオプティカルフラット２２０に向けてビーム光が照射され、レーザーオートコリメーター１７０はオプティカルフラット２２０で反射したビーム光Ｂ１の光軸の向きを検出する。同じく、レーザーオートコリメーター１７０から第２基準面１０９ａに設けられたオプティカルフラット２２０に向けてビーム光が照射され、レーザーオートコリメーター１７０はオプティカルフラット２２０で反射したビーム光Ｂ２の光軸の向きを検出する。

このような第２実施形態の構成によれば、第１基準面１０８ａと第２基準面１０９ａとにオプティカルフラット２２０が配置されていない場合に比べて、照射されたビーム光をオプティカルフラット２２０によって安定した方向に反射させることができるため、第１基準面１０８ａに係るビーム光Ｂ１の光軸の向きと、第２基準面１０９ａに係るビーム光Ｂ２の光軸の向きとをより正確に検出することができる。言い換えれば、２つの磁気センサー１１，１２における光軸角度精度を確保して、外部磁場ＥＭの影響（ノイズ）を適正に排除し、計測用磁気センサー１１により磁場源Ｍ１の磁場を精度よく計測可能なグラディオ型の磁場計測装置２００及びその製造方法を提供することができる。

（第３実施形態）
図８は第３実施形態の磁場計測装置の構成を示す概略図である。詳しくは、図８は上記第１実施形態における図５に対応するものである。第３実施形態の磁場計測装置において、上記第１実施形態の磁場計測装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。また、第３実施形態の磁場計測装置もまた、基本的に上記第１実施形態の図１及び図２に示したグラディオ型の構成を有するものである。

図８に示すように、本実施形態の磁場計測装置３００は、計測用磁気センサー１１が組み込まれた第１支持部１０８と、参照用磁気センサー１２が組み込まれた第２支持部１０９とを有している。受感方向（Ｚ軸方向）に第１支持部１０８と第２支持部１０９とが重ねて配置されている。構造体である第１支持部１０８の底部における第１セル１０２Ａ側の面が、第１基準面１０８ａとして設定されている。同様に、構造体である第２支持部１０９の底部における第２セル１０２Ｂ側の面が、第２基準面１０９ａとして設定されている。

第１基準面１０８ａと第１セル１０２Ａとの間には、第１光照射部１０１Ａから射出されたレーザー光Ｌを第１セル１０２ＡにＺ軸方向から入射させる第１光学素子としての第１導光体３２１が配置されている。第１導光体３２１は、入射したレーザー光Ｌを全反射して第１セル１０２Ａに入射させるミラー３２３を有している。

第２基準面１０９ａと第２セル１０２Ｂとの間には、第２光照射部１０１Ｂから射出されたレーザー光Ｌを第２セル１０２ＢにＺ軸方向から入射させる第２光学素子としての第２導光体３２２が配置されている。第２導光体３２２は、入射したレーザー光Ｌを全反射して第２セル１０２Ｂに入射させるミラー３２４を有している。

第１導光体３２１は、第１基準面１０８ａのほぼ全面に亘って設けられている。同じく、第２導光体３２２は、第２基準面１０９ａのほぼ全面に亘って設けられている。Ｚ軸方向に沿った平面視における第１導光体３２１の面積は、第２導光体３２２の面積よりも大きい。

受感方向（Ｚ軸方向）において、第１基準面１０８ａに設けられた第１導光体３２１と、第２基準面１０９ａに設けられた第２導光体３２２とに臨むことが可能となるようにレーザーオートコリメーター１７０が設けられている。

本実施形態の磁場計測装置３００の製造方法は、基本的に上記第１実施形態の磁場計測装置１００の製造方法と同じであるが、光軸検出工程では、レーザーオートコリメーター１７０から第１導光体３２１の一方の面３２１ａに向けてビーム光が照射され、レーザーオートコリメーター１７０は一方の面３２１ａで反射したビーム光Ｂ１の光軸の向きを検出する。同じく、レーザーオートコリメーター１７０から第２導光体３２２の一方の面３２２ａに向けてビーム光が照射され、レーザーオートコリメーター１７０は一方の面３２２ａで反射したビーム光Ｂ２の光軸の向きを検出する。

このような第３実施形態の磁場計測装置３００とその製造方法によれば、レーザーオートコリメーター１７０からビーム光を第１基準面１０８ａと第２基準面１０９ａとに直接照射する場合に比べて、照射されたビーム光は第１導光体３２１及び第２導光体３２２により安定した方向に反射される。したがって、第１基準面１０８ａに係るビーム光Ｂ１の光軸の向きと、第２基準面１０９ａに係るビーム光Ｂ２の光軸の向きとをより正確に検出することができる。また、上記第２実施形態の磁場計測装置２００に比べて、オプティカルフラット２２０を設ける必要がないので、装置の構成を簡略化して上記第２実施形態における効果と同等の効果を得ることができる。

また、上記第２実施形態及び上記第３実施形態の構成は、上記第１実施形態に比べて、第１基準面１０８ａ及び第２基準面１０９ａに対して高い平坦性を要求しない点で優れている。

本発明における「基準面に係る光の反射光」とは、上記第１実施形態のように基準面で直接反射した反射光だけでなく、上記第２実施形態や上記第３実施形態のように、基準面上に反射部材や導光体を設けて、反射部材や導光体の表面で反射した反射光を含む技術思想である。また、反射光の光軸の向きを正確に検出するために、基準面に照射される光は平行な光束であるビーム光であることが好ましい。

（第４実施形態）
図９は第４実施形態の磁場計測装置におけるセルの配置を示す概略平面図、図１０は第４実施形態の磁場計測装置の構成を示す概略図である。詳しくは、図１０は上記第１実施形態における図５に対応するものである。第４実施形態の磁場計測装置において、上記第１実施形態の磁場計測装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。第４実施形態の磁場計測装置もまた、基本的に上記第１実施形態の図１及び図２に示したグラディオ型の構成を有するものであるが、計測用磁気センサー及び参照用磁気センサーのそれぞれをマルチチャンネル型とした磁場計測装置である。

図９は、本実施形態の磁場計測装置４００におけるセルの配置を示すものであって、詳しくは、受感方向（Ｚ軸方向）に沿った平面視におけるセルの配置を示すものである。
図９に示すように、本実施形態の磁場計測装置４００は、計測用磁気センサー４１１を有する。計測用磁気センサー４１１は、複数のセルからなるセルアレイ４０２Ａを含んで構成されたマルチチャンネル型となっている。磁場計測装置４００は、セルアレイ４０２Ａの各セルにレーザー光Ｌを入射させる第１光学素子４２１を有している。また、磁場計測装置４００は、計測用磁気センサー４１１が組み込まれる第１支持部４０８を有している。

セルアレイ４０２Ａは、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにマトリックス状に配置された、例えばセルＣ１〜セルＣ１６までの１６個のセルを含むものである。なお、セルの数はこれに限定されるものではない。また、図９では、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに隙間を置いて複数のセルを配置しているが、隣り合うセルを密着させた状態で配置してもよい。

第１光学素子４２１は、セルアレイ４０２ＡのＸ軸方向において一方の端に配列するセル側から他方の端に配列するセル側に向かってレーザー光Ｌを導く複数の無偏光ビームスプリッター（ＮＰＢＳ）を備えた構成となっている。具体的には、第１光学素子４２１は、Ｙ軸方向に並んで配置された４つのＮＰＢＳ４２２，４２３，４２４，４２５を備えている。４つのＮＰＢＳ４２２，４２３，４２４，４２５のうち、３つのＮＰＢＳ４２２，４２３，４２４は、入射したレーザー光ＬのＰ偏光成分の一部を透過し、残りを反射する。残り１つのＮＰＢＳ４２５は、入射したＰ偏光成分を全反射する。

レーザー光Ｌは、Ｙ軸方向に沿って第１光学素子４２１に入射する。まず、ＮＰＢＳ４２２に入射したレーザー光ＬのＰ偏光成分のうち一部はＮＰＢＳ４２２を透過し、ＮＰＢＳ４２２で反射したＰ偏光成分は、Ｘ軸方向に並ぶセルＣ１〜セルＣ４に導かれる。セルＣ１〜セルＣ４に導かれたＰ偏光成分は、セルＣ１〜セルＣ４のそれぞれにＺ軸方向から入射して透過する。

ＮＰＢＳ４２２を透過しＮＰＢＳ４２３に入射したＰ偏光成分の一部はＮＰＢＳ４２３を透過し、ＮＰＢＳ４２３で反射したＰ偏光成分は、Ｘ軸方向に並ぶセルＣ５〜セルＣ８に導かれる。セルＣ５〜セルＣ８に導かれたＰ偏光成分は、セルＣ５〜セルＣ８のそれぞれにＺ軸方向から入射して透過する。

ＮＰＢＳ４２３を透過しＮＰＢＳ４２４に入射したＰ偏光成分の一部はＮＰＢＳ４２４を透過し、ＮＰＢＳ４２４で反射したＰ偏光成分は、Ｘ軸方向に並ぶセルＣ９〜セルＣ１２に導かれる。セルＣ９〜セルＣ１２に導かれたＰ偏光成分は、セルＣ９〜セルＣ１２のそれぞれにＺ軸方向から入射して透過する。

ＮＰＢＳ４２４を透過してＮＰＢＳ４２５に入射たＰ偏光成分はＮＰＢＳ４２５で反射して、Ｘ軸方向に並ぶセルＣ１３〜セルＣ１６に導かれる。セルＣ１３〜セルＣ１６に導かれたＰ偏光成分は、セルＣ１３〜セルＣ１６のそれぞれにＺ軸方向から入射して透過する。

各ＮＰＢＳ４２２，４２３，４２４，４２５におけるＰ偏光成分の反射率Ｒと透過率Ｔとの関係（Ｒ％：Ｔ％）は、例えば、以下の表１に示す通りである。

図９では、セルＣ１〜セルＣ１６をＺ軸方向から入射して透過するレーザー光Ｌ（Ｐ偏光成分）の光軸の位置を「黒い点」で示している。なお、マトリックス状に配置された複数のセルに対してレーザー光Ｌが導かれる方向は、Ｘ軸方向であることに限定されず、Ｙ軸方向であってもよい。

第１支持部４０８は、Ｚ軸方向に沿った平面視で、セルＣ１〜セルＣ１６に対応して設けられた第１光学素子４２１に重なる部分と、当該部分からＸ軸方向に突出した突出部４０８ｂとを有している。本実施形態では、突出部４０８ｂのセル側の面が第１基準面４０８ａに設定されている。

なお、突出部４０８ｂの形態は、これに限定されず、例えば、セルＣ１〜セルＣ１６のうち、Ｘ軸方向に配列したいずれかの４つのセルの延長線上に設けられていてもよい。

図９には、計測用磁気センサー４１１のセルＣ１〜セルＣ１６、第１光学素子４２１、第１支持部４０８を示したが、本実施形態の磁場計測装置４００は、計測用磁気センサー４１１に対応した参照用磁気センサーを有し、参照用磁気センサーもまた計測用磁気センサー４１１と同様なマルチチャンネル型の構成を有するものである。以降、図１０を参照して、磁場計測装置４００の構成について説明する。

図１０に示すように、磁場計測装置４００は、受感方向（Ｚ軸方向）に配置された、計測用磁気センサー４１１と、参照用磁気センサー４１２とを有している。計測用磁気センサー４１１は、セルＣ１〜セルＣ１６からなるセルアレイ４０２Ａと、セルごとに設けられた第１偏光分離部１０３Ａと、受光素子１４１，１４２（第１受光部１０４Ａ）とを有している。参照用磁気センサー４１２は、１６個のセルＣ２１〜セルＣ３６からなるセルアレイ４０２Ｂと、セルごとに設けられた第２偏光分離部１０３Ｂと、受光素子１４１，１４２（第２受光部１０４Ｂ）とを有している。

また、磁場計測装置４００は、計測用磁気センサー４１１が組み込まれる第１支持部４０８と、参照用磁気センサー４１２が組み込まれる第２支持部４０９とを有している。構造体としての第１支持部４０８の底部とセルアレイ４０２Ａとの間に、セルアレイ４０２Ａの各セルにレーザー光ＬをＺ軸方向から入射させる第１光学素子４２１が設けられている。

第１光学素子４２１は、Ｘ軸方向に並んで配置された４つの無偏光ビームスプリッター（ＮＰＢＳ）４２６，４２７，４２８，４２９を有している。４つのＮＰＢＳ４２６，４２７，４２８，４２９のうち、３つのＮＰＢＳ４２６，４２７，４２８はレーザー光ＬのＰ偏光成分を反射及び透過し、ＮＰＢＳ４２９はレーザー光ＬのＰ偏光成分を全反射する構成となっている。

ＮＰＢＳ４２６に入射したレーザー光ＬのＰ偏光成分の一部は透過し、残りはＮＰＢＳ４２６によってＺ軸方向に反射されセルＣ１に入射する。

ＮＰＢＳ４２６を透過してＮＰＢＳ４２７に入射したレーザー光ＬのＰ偏光成分の一部はＮＰＢＳ４２７を透過し、残りがＮＰＢＳ４２７によってＺ軸方向に反射されセルＣ２に入射する。

ＮＰＢＳ４２７を透過してＮＰＢＳ４２８に入射したレーザー光ＬのＰ偏光成分の一部はＮＰＢＳ４２８を透過し、残りがＮＰＢＳ４２８によってＺ軸方向に反射されセルＣ３に入射する。

ＮＰＢＳ４２８を透過してＮＰＢＳ４２９に入射したレーザー光ＬのＰ偏光成分はＮＰＢＳ４２９によってＺ軸方向に反射されセルＣ４に入射する。

第１光学素子４２１は、他のセルＣ５〜セルＣ１６に対しても、上記のような４つのＮＰＢＳ４２６，４２７，４２８，４２９を有するものである。

第１光学素子４２１における上述した各ＮＰＢＳ４２６，４２７，４２８，４２９は、セルＣ１〜セルＣ１６を透過するレーザー光Ｌの強度が、セルＣ１〜セルＣ１６ごとにほぼ同等となるように、各ＮＰＢＳ４２６，４２７，４２８，４２９におけるレーザー光ＬのＰ偏光成分における反射率Ｒと透過率Ｔとの関係（Ｒ％：Ｔ％）が、例えば、以下の表２に示す通りに設定されている。

構造体としての第２支持部４０９の底部とセルアレイ４０２Ｂとの間に、セルアレイ４０２Ｂの各セルにレーザー光ＬをＺ軸方向から入射させる第２光学素子４３１が設けられている。第２光学素子４３１の構成もまた、第１光学素子４２１と同様であって、各セルにレーザー光Ｌを導くための複数の無偏光ビームスプリッター（ＮＰＢＳ）を有している。具体的には、Ｙ軸方向に並んで配置された無偏光ビームスプリッター（ＮＰＢＳ）と、Ｘ軸方向に並んで配置されたＮＰＢＳ４３６，４３７，４３８，４３９とを有している。Ｙ軸方向に並んで配置された無偏光ビームスプリッター（ＮＰＢＳ）におけるＰ偏光成分の反射率Ｒと透過率Ｔとの関係は、上記表１に示した第１光学素子４２１のＮＰＢＳ４２２，４２３，４２４，４２５の内容と同じである。

ＮＰＢＳ４３６に入射したレーザー光ＬのＰ偏光成分の一部は透過し、残りはＮＰＢＳ４３６によってＺ軸方向に反射されセルＣ２１に入射する。

ＮＰＢＳ４３６を透過してＮＰＢＳ４３７に入射したレーザー光ＬのＰ偏光成分の一部はＮＰＢＳ４３７を透過し、残りがＮＰＢＳ４３７によってＺ軸方向に反射されセルＣ２２に入射する。

ＮＰＢＳ４３７を透過してＮＰＢＳ４３８に入射したレーザー光ＬのＰ偏光成分の一部はＮＰＢＳ４３８を透過し、残りがＮＰＢＳ４３８によってＺ軸方向に反射されセルＣ２３に入射する。

ＮＰＢＳ４３８を透過してＮＰＢＳ４３９に入射したレーザー光ＬのＰ偏光成分はＮＰＢＳ４３９によってＺ軸方向に反射されセルＣ２４に入射する。

第２光学素子４３１は、他のセルＣ２５〜セルＣ３６に対しても、上記のような４つのＮＰＢＳ４３６，４３７，４３８，４３９を有するものである。

第２光学素子４３１における上述した各ＮＰＢＳは、セルＣ２１〜セルＣ３６を透過するレーザー光Ｌの強度が、セルＣ２１〜セルＣ３６ごとにほぼ同等となるように、各ＮＰＢＳにおけるレーザー光ＬのＰ偏光成分における反射率Ｒと透過率Ｔとが設定されている。具体的には、ＮＰＢＳ４３６，４３７，４３８，４３９におけるＰ偏光成分の反射率Ｒと透過率Ｔとの関係は、上記表２に示した第１光学素子４２１のＮＰＢＳ４２６，４２７，４２８，４２９の内容と同じである。

また、計測用磁気センサー４１１及び参照用磁気センサー４１２がマルチチャンネル型である場合、１つの光照射部１１０から発したレーザー光Ｌを２組のセルアレイ４０２Ａ，４０２Ｂに導くよりも、計測用磁気センサー４１１用の第１光照射部１０１Ａと、参照用磁気センサー４１２用の第２光照射部１０１Ｂとを備えることが好ましい。１つの光照射部１１０を用いる場合に比べて、光源１１１から射出されるレーザー光Ｌの強度を抑えて、各セルを透過するレーザー光Ｌの強度をほぼ同等とし易い。

本実施形態の磁場計測装置４００において、例えば、セルＣ１を本発明における第１セルとすれば、セルＣ２は本発明における第３セルに相当するものである。同様に、セルＣ２１を本発明における第２セルとすれば、セルＣ２２は本発明における第４セルに相当するものである。

計測用磁気センサー４１１と第１光学素子４２１とが組み込まれた第１支持部４０８に、参照用磁気センサー４１２と第２光学素子４３１とが組み込まれた第２支持部４０９が、受感方向（Ｚ軸方向）に重ねられている。

Ｚ軸方向に沿った平面視で、第２支持部４０９は、第１支持部４０８における突出部４０８ｂと重なる位置に突出部４０９ｂを有している。突出部４０８ｂのセルアレイ４０２Ａ側の面が第１基準面４０８ａとして設定され、突出部４０９ｂのセルアレイ４０２Ｂ側の面が第２基準面４０９ａとして設定されている。

なお、図１０には図示していないが、第１基準面４０８ａ上において第１光学素子４２１とセルアレイ４０２Ａとの間には、セルアレイ４０２Ａの各セルの温度を磁場計測に適した温度とするための加熱部が設けられている。加熱部は、例えば板状のセラミックヒーターであって、セルアレイ４０２Ａの各セルに対するレーザー光Ｌの入射を阻害しないように配置されている。第２基準面４０９ａ上における第２光学素子４３１とセルアレイ４０２Ｂとの間にも同様に加熱部が設けられている。

受感方向（Ｚ軸方向）において、第１基準面４０８ａと第２基準面４０９ａとにそれぞれビーム光を照射可能となるようにレーザーオートコリメーター１７０が設けられている。レーザーオートコリメーター１７０から第１基準面４０８ａにビーム光が照射され、レーザーオートコリメーター１７０は第１基準面４０８ａで反射した第１の反射光であるビーム光Ｂ１の光軸の向きを検出する。同じく、レーザーオートコリメーター１７０をＸ軸方向に相対的に移動して、レーザーオートコリメーター１７０から第２基準面４０９ａにビーム光が照射され、レーザーオートコリメーター１７０は第２基準面４０９ａで反射した第２の反射光であるビーム光Ｂ２の光軸の向きを検出する。

磁場計測装置４００は、第１支持部４０８に対する第２支持部４０９の位置を調整可能な位置調整機構を有している。磁場計測装置４００は、レーザーオートコリメーター１７０により検出されたビーム光Ｂ１の光軸の向きと、ビーム光Ｂ２の光軸の向きとが同一方向となるように、位置調整機構により、第１支持部４０８に対する第２支持部４０９の位置が調整されている。

磁場計測装置４００の製造方法は、上記第１実施形態の磁場計測装置１００の製造方法と、基本的に同様であり、磁場の受感方向にセルアレイ４０２Ａとセルアレイ４０２Ｂとを順に配置する配置工程と、第１基準面４０８ａに係るビーム光の第１の反射光としてのビーム光Ｂ１の光軸の向きと、第２基準面４０９ａに係るビーム光の第２の反射光としてのビーム光Ｂ２の光軸の向きとを検出する光軸検出工程と、光軸検出工程の結果に基づいて、ビーム光Ｂ１の光軸の向きと、ビーム光Ｂ２の光軸の向きとが同一方向となるように、第１基準面４０８ａに対する第２基準面４０９ａの位置、言い換えれば、第１支持部４０８に対する第２支持部４０９の位置を調整する位置調整工程と、を備えている。

上記光軸検出工程は、第１基準面４０８ａに係るビーム光Ｂ１の光軸の向きを検出する第１工程と、第２基準面４０９ａに係るビーム光Ｂ２の光軸の向きを検出する第２工程とを有している。第２工程は、上記配置工程の後に実施され、第１工程で検出されたビーム光Ｂ１の光軸の向きを基準として、ビーム光Ｂ２の光軸の向きを検出する。

上記第４実施形態の磁場計測装置４００とその製造方法によれば、グラディオ型、且つマルチチャンネル型に配置された各セルに対して同じ方向から直線偏光であるレーザー光Ｌが入射する。言い換えれば、各セルにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向きが同一方向となり、外部磁場ＥＭの影響（ノイズ）を適正に排除して、計測用磁気センサー４１１により磁場源Ｍ１の磁場を精度よく計測可能なグラディオ型、且つマルチチャンネル型の磁場計測装置４００及びその製造方法を提供することができる。磁場計測装置４００はマルチチャンネル型であることから、上記第１実施形態〜第３実施形態の各磁場計測装置に比べて、広範囲に亘って磁場源Ｍ１の磁場を計測することができる。

また、上記位置調整工程では、第２工程の検出結果により、第１基準面４０８ａに対する第２基準面４０９ａの位置を容易に位置調整することができる。すなわち、２つの磁気センサー４１１，４１２のそれぞれにおいて、レーザー光軸Ｌ₀の向きを個別に調整してから配置工程を実施する場合に比べて、セルアレイ４０２Ａ及びセルアレイ４０２Ｂにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向きを容易に調整することができる。言い換えれば、マルチチャンネル型であっても、プローブ光として機能するレーザー光Ｌのレーザー光軸Ｌ₀の向きを容易に調整することができる。

本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う磁場計測装置および該磁場計測装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）プローブ光として機能するレーザー光Ｌのレーザー光軸Ｌ₀の向きと、受感方向とは必ずしも一致していなくてもよい。図１１は変形例のレーザー光軸の向きと外部磁場との関係を示す概略図、図１２は変形例のレーザー光軸の向きの調整方法を示す概略図である。詳しくは、図１１及び図１２は、上記第１実施形態の磁場計測装置１００とその製造方法を踏まえたものである。

図１１に示すように、変形例における２つの磁気センサー１１，１２のセル１０２Ａ，１０２Ｂのレーザー光軸Ｌ₀は、受感方向（Ｚ軸方向）に対して例えば角度θで交差している。このように、受感方向（Ｚ軸方向）とレーザー光軸Ｌ₀の向きとが合致していなくても、２つの磁気センサー１１，１２のセル１０２Ａ，１０２Ｂにおいて、レーザー光軸Ｌ₀の向きが同一方向であればよい。これによれば、２つの磁気センサー１１，１２によって検知される外部磁場ＥＭのノイズの水準が同じになるので、信号処理部１０５により２つの磁気センサー１１，１２の出力の差を演算すれば、計測用磁気センサー１１によって、精度よく磁場源Ｍ１の磁場の大きさを計測することができる。

受感方向（Ｚ軸方向）とレーザー光軸Ｌ₀の向きとを一致させなくてもよいことから、セルに対して配置される磁場源Ｍ１の位置の自由度や、レーザー光Ｌを照射する光照射部の位置の自由度が向上して、より小型で、高感度な磁場計測装置を提供することができる。

変形例の磁場計測装置の製造方法では、例えば図１２に示すように、光軸検出工程の第１工程で、第１基準面１０８ａに係るビーム光Ｂ１の光軸の向き（座標）を検出する。そして、基準点から離れた上記角度θに相当する設計値（例えば図１２では「三角形」で示す座標）と、「×」で示すビーム光Ｂ１の光軸の向き（座標）とが合致するように、第１基準面１０８ａに対する計測用磁気センサー１１の位置を調整する。続いて、配置工程の後に第２工程を実施して、上記設計値に設定されたビーム光Ｂ１の光軸の向きを基準（基準点）として、参照用磁気センサー１２における第２基準面１０９ａに係るビーム光Ｂ２の光軸の向きを検出する。そして、第２工程の検出結果に基づいて、第１基準面１０８ａに対する第２基準面１０９ａの位置を調整する位置調整工程を行う。この方法によれば、第１セル１０２Ａ及び第２セル１０２Ｂにおいて、レーザー光軸Ｌｏの向きを、受感方向（Ｚ軸方向）に対して角度θで交差する方向に設定できる。

（変形例２）上記各実施形態の磁場計測装置の製造方法における光軸検出工程において、第１基準面に係るビーム光の第１の反射光であるビーム光Ｂ１の光軸の向きを検出する第１工程は、磁場の受感方向に第１セルと第２セルとを順に配置する配置工程の後に実施することに限定されない。配置工程の前に第１工程を実施して、配置工程の後に第１工程で検出された第１基準面に係るビーム光Ｂ１の光軸の向きを基準として、第２基準面に係るビーム光の第２の反射光であるビーム光Ｂ２の光軸の向きを検出する第２工程を実施してもよい。このようにすれば、第１基準面の大きさを第２基準面の大きさよりも大きくする必要がなく、装置の小型化を図ることができる。

（変形例３）上記各実施形態の磁場計測装置において、レーザーオートコリメーター１７０は必須な構成ではない。すなわち、磁場計測装置の製造方法の光軸検出工程で、レーザーオートコリメーター１７０を用いて、第１基準面に係るビーム光Ｂ１の光軸の向きと、第２基準面に係るビーム光Ｂ２の光軸の向きとを検出すればよい。位置調整工程が終了した後は、磁場計測装置からレーザーオートコリメーター１７０を取り外してもよい。なお、レーザーオートコリメーター１７０を常備する構成とすれば、第１セルと第２セルとにおけるレーザー光軸Ｌ₀の向きが同一方向となっているかを適宜監視することが可能となる。

（変形例４）上記第４実施形態の磁場計測装置４００において、第１基準面４０８ａ及び第２基準面４０９ａに、上記第２実施形態で示した反射部材であるオプティカルフラット２２０を配置してもよい。

（変形例５）上記第４実施形態の磁場計測装置４００において、第１光学素子４２１に入射するレーザー光ＬはＰ偏光成分とＳ偏光成分とを含んでいてもよい。その場合、第１光学素子４２１を偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）としてレーザー光Ｌを入射させ、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とに分離し、いずれか一方を各セルＣ１〜Ｃ１６に導く構成とすればよい。第２光学素子４３１においても同様である。

１００…磁場計測装置、１０１…光照射部、１０１Ａ…第１光照射部、１０１Ｂ…第２光照射部、１０２Ａ…第１セル、１０２Ｂ…第２セル、１０８ａ…第１基準面、１０９ａ…第２基準面、１２０…第１光学素子及び第２光学素子としての導光体、１７０…光軸検出部としてのレーザーオートコリメーター、２２０…反射部材としてのオプティカルフラット、３２１…第１光学素子としての第１導光体、３２２…第２光学素子としての第２導光体、４０８ａ…第１基準面、４０９ａ…第２基準面、４２１…第１光学素子、４３１…第２光学素子、Ｂ１…第１の反射光としてのビーム光、Ｂ２…第２の反射光としてのビーム光。

Claims (11)

1. 直線偏光光を照射する光照射部と、
   アルカリ金属原子が封入され、磁場の受感方向に配置されており、照射された前記直線偏光光の偏光面の回転角を、前記磁場の影響を受けて変化させる第１セル及び第２セルと、
   第１基準面上に配置され、前記直線偏光光を前記第１セルに入射させる第１光学素子と、
   第２基準面上に配置され、前記直線偏光光を前記第２セルに入射させる第２光学素子と、
   を備え、
   前記第１基準面に対して照射された光の第１の反射光の光軸の向きと、前記第２基準面に対して照射された前記光と平行な光の第２の反射光の光軸の向きと、が同一方向となるように、前記第１基準面に対する前記第２基準面の位置が調整されており、
   該調整によって、前記第１セルに入射させる前記直線偏光光の向きと、前記第２セルに入射させる前記直線偏光光の向きと、が同一方向となるように調整されており、
   前記第１セル及び第２セルにおいて電気的に検出された前記直線偏光光の偏光面の回転角の変化から前記磁場を計測することを特徴とする磁場計測装置。
2. 前記第１の反射光の光軸の向きと、前記第１セルに入射させる前記直線偏光光の向きと同一方向であり、かつ、前記第２の反射光の光軸の向きと、前記第２セルに入射させる前記直線偏光光の向きと同一方向であることを特徴とする請求項１に記載の磁場計測装置。
3. 前記第１基準面に対して照射される前記光、及び前記第２基準面に対して照射される前記光と平行な光、としてのビーム光を照射可能であって、前記第１基準面に対して照射された前記ビーム光の前記第１の反射光の光軸の向きと、前記第２基準面に対して照射された前記ビーム光の前記第２の反射光の光軸の向きとを検出可能な光軸検出部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の磁場計測装置。
4. 前記第１基準面には、前記第１基準面に対して照射される前記光を反射させる反射部材が設けられ、
   前記第２基準面には、前記第２基準面に対して照射される前記光と平行な光を反射させる反射部材が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁場計測装置。
5. 前記アルカリ金属原子が封入され、前記第１セルに対して前記受感方向と直交する方向に配置されており、照射された前記直線偏光光の偏光面の回転角を、前記磁場の影響を受けて変化させる第３セルと、
   前記アルカリ金属原子が封入され、前記第２セルに対して前記受感方向と直交する方向に配置されており、照射された前記直線偏光光の偏光面の回転角を、前記磁場の影響を受けて変化させる第４セルと、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁場計測装置。
6. 前記光照射部は、前記第１セルと前記第３セルとに、前記直線偏光光を照射する第１光照射部と、前記第２セルと前記第４セルとに、前記直線偏光光を照射する第２光照射部とを含むことを特徴とする請求項５に記載の磁場計測装置。
7. 磁場の前記受感方向と前記第１セル及び前記第２セルにおける前記直線偏光光の入射方向とが交差していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の磁場計測装置。
8. 直線偏光光を照射する光照射部と、
   アルカリ金属原子が封入された第１セル及び第２セルと、
   第１基準面に配置され、前記直線偏光光を前記第１セルに入射させる第１光学素子と、
   第２基準面に配置され、前記直線偏光光を前記第２セルに入射させる第２光学素子と、
   を有する磁場計測装置の製造方法であって、
   磁場の受感方向に前記第１セルと前記第２セルとを配置する配置工程と、
   前記第１基準面に対して照射された光の第１の反射光の光軸の向きと、前記第２基準面に対して照射された前記光と平行な光の第２の反射光の光軸の向きと、を検出する光軸検出工程と、
   前記光軸検出工程の結果に基づいて、前記第１の反射光の光軸の向きと、前記第２の反射光の光軸の向きと、が同一方向となるように、前記第１基準面に対する前記第２基準面の位置を調整する位置調整工程と、
   を備え、
   前記位置調整工程によって、前記第１セルに入射させる前記直線偏光光と、前記第２セルに入射させる前記直線偏光光と、が同一方向となるように調整する
   ことを特徴とする磁場計測装置の製造方法。
9. 前記光軸検出工程は、前記第１の反射光の光軸の向きを検出する第１工程と、
   前記第２の反射光の光軸の向きを検出する第２工程と、を含み、
   前記第２工程は、前記配置工程の後に実施され、前記第１工程で検出された前記第１の反射光の光軸の向きを基準として、前記第２の反射光の光軸の向きを検出することを特徴とする請求項８に記載の磁場計測装置の製造方法。
10. 前記第１の反射光の光軸の向きと、前記第１セルに入射させる前記直線偏光光の向きと同一方向であり、かつ、前記第２の反射光の光軸の向きと、前記第２セルに入射させる前記直線偏光光の向きと同一方向であることを特徴とする請求項８または９に記載の磁場計測装置の製造方法。
11. 計測用磁気センサーと、
    参照用磁気センサーと、
    を含み、
    前記計測用磁気センサーは、
    第１直線偏光光を照射する第１光照射部と、
    アルカリ金属原子が封入され、照射された前記第１直線偏光光の偏光面を、磁場の影響を受けて回転させる第１セルと、
    前記第１直線偏光光を第１方向に前記第１セルに入射させる第１光学素子と、
    を含み、
    前記参照用磁気センサーは、
    第２直線偏光光を照射する第２光照射部と、
    アルカリ金属原子が封入され、照射された前記第２直線偏光光の偏光面を、磁場の影響を受けて回転させる第２セルと、
    前記第２直線偏光光を第２方向に前記第２セルに入射させる第２光学素子と、
    を含み、
    前記第２方向が前記第１方向と同軸であり、
    前記第１セルにおいて電気的に検出された前記第１直線偏光光の偏光面の回転の変化、及び第２セルにおいて電気的に検出された前記第２直線偏光光の偏光面の回転の変化、から前記磁場を計測することを特徴とする磁場計測装置。

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