JPS61275673A - 光磁気共鳴磁力計 - Google Patents
光磁気共鳴磁力計Info
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- JPS61275673A JPS61275673A JP11793485A JP11793485A JPS61275673A JP S61275673 A JPS61275673 A JP S61275673A JP 11793485 A JP11793485 A JP 11793485A JP 11793485 A JP11793485 A JP 11793485A JP S61275673 A JPS61275673 A JP S61275673A
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- Japan
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- magnetic resonance
- photodetector
- frequency
- absorption cell
- brightness
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は原子の磁気共鳴吸収を光学的に検出し、磁気
共鳴周波数が磁界の強さに比例することを利用して磁界
の測定を行う光磁気共鳴磁力計の改良に関するものであ
る。
共鳴周波数が磁界の強さに比例することを利用して磁界
の測定を行う光磁気共鳴磁力計の改良に関するものであ
る。
セシウムやヘリウム等の特定の物質の原子は周凹磁界の
強さに比例するエネルギーの変化を受けるので、このエ
ネルギー変化を特定の光と高周波磁界を用いて検出し、
光の強度変化が最大となるように高周波磁界の周波数を
追尾させる方式の磁力計があるがここでは、一実施例と
して第３図及び第４図によってヘリウム原子を利用した
従来のヘリウム周波数追尾型光磁気共鳴磁力計について
簡単□に説明する 第３図は従来の改良型光磁気共鳴磁
力計の一実施例を示したものであｊり、（１）はヘリウ
ムランプ、（２）はランプ励起用電極、 （３１（１４
）はレンズ、 ＋４）ａ９は円偏光板、（５）住ｅは吸
収セル、（６）は吸収セル励起用電極、 （７１ａ？）
は光検出器、（８）は差動盤の増幅器、（９）は位相検
波器、 Ｑｌは電圧制御発振器。
強さに比例するエネルギーの変化を受けるので、このエ
ネルギー変化を特定の光と高周波磁界を用いて検出し、
光の強度変化が最大となるように高周波磁界の周波数を
追尾させる方式の磁力計があるがここでは、一実施例と
して第３図及び第４図によってヘリウム原子を利用した
従来のヘリウム周波数追尾型光磁気共鳴磁力計について
簡単□に説明する 第３図は従来の改良型光磁気共鳴磁
力計の一実施例を示したものであｊり、（１）はヘリウ
ムランプ、（２）はランプ励起用電極、 （３１（１４
）はレンズ、 ＋４）ａ９は円偏光板、（５）住ｅは吸
収セル、（６）は吸収セル励起用電極、 （７１ａ？）
は光検出器、（８）は差動盤の増幅器、（９）は位相検
波器、 Ｑｌは電圧制御発振器。
Ｉはバッファ抵抗器、 （１ＢはＲＦコイル、αｊは高
周波発振器である。
周波発振器である。
なお６本文ではこの発明に関連しない構成品については
省略しである。
省略しである。
光磁気共鳴磁力計は一般にはヘリウムランプ（１）。
レンズ（３）、円偏光板（４）、吸収セル（５）、光検
出器（７）。
出器（７）。
（以後この光検出器のことを磁気共鳴検出用光検出器と
呼ぶ）、差動盤の増幅器（８）８位相検波器（９）。
呼ぶ）、差動盤の増幅器（８）８位相検波器（９）。
電圧制御発振器（Ｉｔ）、バッファ抵抗器（１１）、Ｒ
Ｆコイルα２．高周波発振器Ｑ３とで構成されるが、上
記ヘリウムランプ（１）及び吸収セル（５）で生じた光
強度変化に伴う雑音を低減させるために上記ヘリウムラ
ンプ（１）を共用し、レンズ（１４２円偏光板α鴎、吸
収セル（ＩＩ、光検出器（１７１（以後この光検出器の
ことを輝度変化検出用光検出器と呼ぶ。）で構成さｎる
輝度変化検出部ｔｉ・を新たに追加し、ここで検出した
電気信号を利用して上記ヘリウムランプ（１）及び吸収
セル（５）で発生した光強度変化を電気的に相殺するよ
うにした改良型の光磁気共鳴磁力計があった。
Ｆコイルα２．高周波発振器Ｑ３とで構成されるが、上
記ヘリウムランプ（１）及び吸収セル（５）で生じた光
強度変化に伴う雑音を低減させるために上記ヘリウムラ
ンプ（１）を共用し、レンズ（１４２円偏光板α鴎、吸
収セル（ＩＩ、光検出器（１７１（以後この光検出器の
ことを輝度変化検出用光検出器と呼ぶ。）で構成さｎる
輝度変化検出部ｔｉ・を新たに追加し、ここで検出した
電気信号を利用して上記ヘリウムランプ（１）及び吸収
セル（５）で発生した光強度変化を電気的に相殺するよ
うにした改良型の光磁気共鳴磁力計があった。
まず、この光磁気共鳴磁力計の輝度変化検出部−を除い
た部分（以後この部分を光磁気共鳴部α９と呼ぶ）につ
いて説明する。ヘリウムランプ（１）は高周波発振器０
からランプ励起用電極（２）を経て印加される数１０
ＭＨｆｆの高周波電圧によって放電しヘリウム原子特有
の波長１．０８μの元を発生する。
た部分（以後この部分を光磁気共鳴部α９と呼ぶ）につ
いて説明する。ヘリウムランプ（１）は高周波発振器０
からランプ励起用電極（２）を経て印加される数１０
ＭＨｆｆの高周波電圧によって放電しヘリウム原子特有
の波長１．０８μの元を発生する。
この光はレンズ（３）によって平行光線にされ９円偏光
板（４）で円偏光に変えらｎて吸収セル（５）に照射さ
れるが、この吸収セル（５）は高周波発振器０から数１
０ ＭＨｆｆｉの高周波電圧がセル励起用電極（６１？
：介して印加されてグロー放電状態にされている吸収セ
ル（６）を透過した光は、磁気共鳴検出用光検出器（７
）で電気信号に変換され、ついで差動盤の増幅器（８）
で増幅された後５位相検波器（９）で位相検波されて誤
差信号を生じる。この誤差信号で電圧制御発振器Ｑｌの
発振周波数が制御され出力がバッファ抵抗器ａυを介し
てＲＦコイルｒ１邊に流れ、高周波磁界Ｈ１が発生して
吸収セル（５）に印加される。
板（４）で円偏光に変えらｎて吸収セル（５）に照射さ
れるが、この吸収セル（５）は高周波発振器０から数１
０ ＭＨｆｆｉの高周波電圧がセル励起用電極（６１？
：介して印加されてグロー放電状態にされている吸収セ
ル（６）を透過した光は、磁気共鳴検出用光検出器（７
）で電気信号に変換され、ついで差動盤の増幅器（８）
で増幅された後５位相検波器（９）で位相検波されて誤
差信号を生じる。この誤差信号で電圧制御発振器Ｑｌの
発振周波数が制御され出力がバッファ抵抗器ａυを介し
てＲＦコイルｒ１邊に流れ、高周波磁界Ｈ１が発生して
吸収セル（５）に印加される。
ここで、吸収セル（５）には励起状態でのライフタイム
（Ｌｉｆｅ Ｔｉｎりが非常に短いＨｅ原子が封入され
ているものとする。
（Ｌｉｆｅ Ｔｉｎりが非常に短いＨｅ原子が封入され
ているものとする。
このヘリウム原子の運動を第４図の関連エネルギーレベ
ル図を使って説明する。
ル図を使って説明する。
まず、吸収セル（５）にはあらかじめ数１０ ＭＨｆｆ
の高周波電圧によってグロー放電され、ヘリウム原子の
エネルギーは２ ８１の準安定状態にある。この準安定
状態のヘリウム原子はヘリウムランプ（１）からの波長
１．０８μの光（Ｄｏ〜Ｄ２ ）が照射されているので
、これを吸収して励起状態の２３ＰＯ，ｌ、 ２のエネ
ルギーを持つようになるが、励起状態の寿命は短く、約
１０．８秒でエネルギーを失って再び２３Ｓ１の準安定
状態にもどる。ま九、光磁気共鳴部（１４３が静磁界中
にある場合には吸収セル（５）中のヘリウム原子は原子
自身の持つ磁気モーメントが静磁界の力を受けて静磁界
のまわシをラーモアの才差動動と呼ばれる回転運動を行
うので、エネルギー変化を生じ、第４図に示す複数のゼ
ーマンサプレベＡｔ （Ｚｅｍａｎ Ｓｕｌ：＋１８７
８１）２５Ｅ生じる。このような靜磁界による原子エネ
ルギーの変化をゼーマン効果また原子の磁気モーメント
の才筆運動の周波数をラーモア周波数といい、いずれも
靜磁界の強さに比例している。
の高周波電圧によってグロー放電され、ヘリウム原子の
エネルギーは２ ８１の準安定状態にある。この準安定
状態のヘリウム原子はヘリウムランプ（１）からの波長
１．０８μの光（Ｄｏ〜Ｄ２ ）が照射されているので
、これを吸収して励起状態の２３ＰＯ，ｌ、 ２のエネ
ルギーを持つようになるが、励起状態の寿命は短く、約
１０．８秒でエネルギーを失って再び２３Ｓ１の準安定
状態にもどる。ま九、光磁気共鳴部（１４３が静磁界中
にある場合には吸収セル（５）中のヘリウム原子は原子
自身の持つ磁気モーメントが静磁界の力を受けて静磁界
のまわシをラーモアの才差動動と呼ばれる回転運動を行
うので、エネルギー変化を生じ、第４図に示す複数のゼ
ーマンサプレベＡｔ （Ｚｅｍａｎ Ｓｕｌ：＋１８７
８１）２５Ｅ生じる。このような靜磁界による原子エネ
ルギーの変化をゼーマン効果また原子の磁気モーメント
の才筆運動の周波数をラーモア周波数といい、いずれも
靜磁界の強さに比例している。
そこで、静磁界中のヘリウム原子に靜磁界に平行方向か
らヘリウムランプ（１１の発生する１、０８μの光を円
偏光板（４）によって円偏光にして照射するとヘリウム
原子は光を吸収して励起状態２５Ｐｏ、 １２のエネル
ギーを持つようになるが、この際に円偏光の効果によっ
て励起状態内でゼーマンサブレベルの選択が行われ、あ
る特定のゼーマンサブレベルのエネルギーを持つように
なる。
らヘリウムランプ（１１の発生する１、０８μの光を円
偏光板（４）によって円偏光にして照射するとヘリウム
原子は光を吸収して励起状態２５Ｐｏ、 １２のエネル
ギーを持つようになるが、この際に円偏光の効果によっ
て励起状態内でゼーマンサブレベルの選択が行われ、あ
る特定のゼーマンサブレベルのエネルギーを持つように
なる。
この後、短時間でエネルギーを失って準安定状態２３Ｓ
１のエネルギーにもどるが、このときはゼーマンサブレ
ベルの選択性は保存され、２Ｓ１のゼーマンサブレベル
毎に原子の数が異なる偏分布ができる。
１のエネルギーにもどるが、このときはゼーマンサブレ
ベルの選択性は保存され、２Ｓ１のゼーマンサブレベル
毎に原子の数が異なる偏分布ができる。
この偏分布状態に２ Ｓｊのゼーマンサブレベル間のエ
ネルギー差に等しいエネルギーを持つ電磁波、すなわち
ラーモア周波数の高周波磁界な靜磁界に直角方向に加え
ると、高周波磁界と原子の磁気モーメントの間で磁気共
鳴が生じてエネルギーの変換が起こシ、上記の偏分布は
解消される。つまり、ヘリウム原子は準安定状態２ ａ
ｔの３本のゼーマンサブレベルにそｎぞｎはぼ等しい数
の原子が分布する初期状態にもどるわけである。
ネルギー差に等しいエネルギーを持つ電磁波、すなわち
ラーモア周波数の高周波磁界な靜磁界に直角方向に加え
ると、高周波磁界と原子の磁気モーメントの間で磁気共
鳴が生じてエネルギーの変換が起こシ、上記の偏分布は
解消される。つまり、ヘリウム原子は準安定状態２ ａ
ｔの３本のゼーマンサブレベルにそｎぞｎはぼ等しい数
の原子が分布する初期状態にもどるわけである。
以上のプロセス、即ちヘリウム原子の２ ｓ１→２３Ｐ
Ｏ，ｌ、 ２→２８１のエネルギー変化はｔｏｅμの元
が継続して照射されているので高周波磁界の周波数がラ
ーモア周波数に一致する毎にくり返さルるが、光磁気共
鳴部ａ！Ｊの電子回路系、すなわち磁気共鳴検出用光検
出器（７）、差動をの増幅器（８）１位相検波器（９）
、電圧制御発振器ａモバッファ抵抗器（１１）、ＲＦコ
イル（Ｌｚは靜磁界に平行方向の光が上記プロセスの間
に吸収され、その結果、吸収セルを透過する光が減少す
ることを利用して常に高周波磁界の周波数なラーそア周
波数に一致するように制御するものである。このとき高
周波磁界・と原子の定数及び靜磁界の間に次式の関係が
成立する。
Ｏ，ｌ、 ２→２８１のエネルギー変化はｔｏｅμの元
が継続して照射されているので高周波磁界の周波数がラ
ーモア周波数に一致する毎にくり返さルるが、光磁気共
鳴部ａ！Ｊの電子回路系、すなわち磁気共鳴検出用光検
出器（７）、差動をの増幅器（８）１位相検波器（９）
、電圧制御発振器ａモバッファ抵抗器（１１）、ＲＦコ
イル（Ｌｚは靜磁界に平行方向の光が上記プロセスの間
に吸収され、その結果、吸収セルを透過する光が減少す
ることを利用して常に高周波磁界の周波数なラーそア周
波数に一致するように制御するものである。このとき高
周波磁界・と原子の定数及び靜磁界の間に次式の関係が
成立する。
ω＝ω０＝γＨｏ −−−−−−−−−−（１）ω：
高周波磁界の角周波数 ω０：原子のラーモア周波数 γ：原子の磁気回転比（定数） Ｈｏ：靜磁界の強さ このように、光磁気共鳴部任９は靜磁界の強さＨＱに比
例したラーモア周波数にロックオン（ＬｏｃｋＯＮ）Ｌ
、このとき高周波磁界の周波数、即ち電圧制御発振器Ｑ
Ｑの発振周波数はラーモア周波数に一致しているので、
これを計測すれば靜磁界の強さＨＱ を正確に測定する
ことができる。しかしながら磁気共鳴検出用光検出器（
７）の受光する光のうち磁気共鳴による吸収すなわち吸
収信号は全体のα１チにしかすぎないので、光磁気共鳴
部α優だけではヘリウムランプ（１）及び吸収セル（５
）の輝度が変動すると、その変動分が磁気共鳴検出用光
検出器（７）に現詐、吸収信号の信号対雑音比が下がシ
計測精度が悪くなるという欠点があった。そこで第３図
に示すように、光磁気共鳴部０で使用しているレンズ（
３）１円偏光板（４）、吸収セル（５）、磁気共鳴検出
用光検出器（７）とそれぞれ同一のレンズ（１３，円偏
光板（ｌｌ、吸収セルαｅ、輝度変化検出用光検出器（
１７）を光軸方向に同一位置に配置した輝度変化検出部
＋１１６を新たに追加し、ここで検出したヘリウムラン
プ（１）の輝度変化と光磁気共鳴部０で生じたヘリウム
ランプ（１）及び吸収セル（５）の輝度変化な差動型の
増幅器（８）で電気的に相殺することによって輝度変化
に伴う雑音を減少させていた。
高周波磁界の角周波数 ω０：原子のラーモア周波数 γ：原子の磁気回転比（定数） Ｈｏ：靜磁界の強さ このように、光磁気共鳴部任９は靜磁界の強さＨＱに比
例したラーモア周波数にロックオン（ＬｏｃｋＯＮ）Ｌ
、このとき高周波磁界の周波数、即ち電圧制御発振器Ｑ
Ｑの発振周波数はラーモア周波数に一致しているので、
これを計測すれば靜磁界の強さＨＱ を正確に測定する
ことができる。しかしながら磁気共鳴検出用光検出器（
７）の受光する光のうち磁気共鳴による吸収すなわち吸
収信号は全体のα１チにしかすぎないので、光磁気共鳴
部α優だけではヘリウムランプ（１）及び吸収セル（５
）の輝度が変動すると、その変動分が磁気共鳴検出用光
検出器（７）に現詐、吸収信号の信号対雑音比が下がシ
計測精度が悪くなるという欠点があった。そこで第３図
に示すように、光磁気共鳴部０で使用しているレンズ（
３）１円偏光板（４）、吸収セル（５）、磁気共鳴検出
用光検出器（７）とそれぞれ同一のレンズ（１３，円偏
光板（ｌｌ、吸収セルαｅ、輝度変化検出用光検出器（
１７）を光軸方向に同一位置に配置した輝度変化検出部
＋１１６を新たに追加し、ここで検出したヘリウムラン
プ（１）の輝度変化と光磁気共鳴部０で生じたヘリウム
ランプ（１）及び吸収セル（５）の輝度変化な差動型の
増幅器（８）で電気的に相殺することによって輝度変化
に伴う雑音を減少させていた。
従来の改良型光磁気共鳴磁力計では、磁気共鳴を起こさ
せないためにＲＦコイルを除いた他はレンズ、円偏光板
、吸収セル、輝度変化検出用光検出器？：元磁気共鳴部
と同一の配置をした輝度変化検出部を新たに追加し、こ
こでヘリウムランプ及び吸収セル等光源の輝度変化を検
出していたが。
せないためにＲＦコイルを除いた他はレンズ、円偏光板
、吸収セル、輝度変化検出用光検出器？：元磁気共鳴部
と同一の配置をした輝度変化検出部を新たに追加し、こ
こでヘリウムランプ及び吸収セル等光源の輝度変化を検
出していたが。
光磁気共鳴部で使用しているのと同一のレンズ。
円偏光板、吸収セルを使用しているものの吸収セルの発
光状態は高周波発振器とのマツチング状態の微妙な差や
１周囲温度の差によって光磁気共鳴部の吸収セルとは厳
密には同じにはならないため。
光状態は高周波発振器とのマツチング状態の微妙な差や
１周囲温度の差によって光磁気共鳴部の吸収セルとは厳
密には同じにはならないため。
輝度変化検出部で検出する輝度変化は光磁気共鳴部で生
ずる光源の輝度変化と異なるため、光源の輝度変化に伴
う雑音を十分に減少させることができないという問題点
があった。
ずる光源の輝度変化と異なるため、光源の輝度変化に伴
う雑音を十分に減少させることができないという問題点
があった。
この発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので光源の輝度変化に伴う雑音を減少させて測定精度
を向上させることを目的としている。
もので光源の輝度変化に伴う雑音を減少させて測定精度
を向上させることを目的としている。
従来の改良型光磁気共鳴磁力計のように１元磁気共鳴部
と同一の配置をした輝度変化検出部を新たに設けるので
はなくて、光磁気共鳴部のヘリウムランプ、レンズ、円
偏光板、吸収セルを共用し。
と同一の配置をした輝度変化検出部を新たに設けるので
はなくて、光磁気共鳴部のヘリウムランプ、レンズ、円
偏光板、吸収セルを共用し。
吸収セルを光軸方向に二等分した片側半分にＲＦコイル
と磁気共鳴検出用光検出器を配置して従来通り、磁気共
鳴を生じさせると共に、残り半分には輝度変化検出用光
検出器のみを吸収セルの後方に配置して磁気共鳴を生じ
ないようにして輝度変化検・山部を構成する。このよう
に光磁気共鳴部のヘリウムランプ、レンズ、円偏光板、
吸収セル等＃１とんどの光学部品を共用して輝度変化検
出部を構成することによって、磁気共鳴検出用光検出器
と同一の条件でヘリウムランプや吸収セルの輝度変化を
検出し、検出した電気信号を使ってこれら光源の輝度変
化を電気的に相殺し、光源の輝度変化に伴う雑音を減少
させる。
と磁気共鳴検出用光検出器を配置して従来通り、磁気共
鳴を生じさせると共に、残り半分には輝度変化検出用光
検出器のみを吸収セルの後方に配置して磁気共鳴を生じ
ないようにして輝度変化検・山部を構成する。このよう
に光磁気共鳴部のヘリウムランプ、レンズ、円偏光板、
吸収セル等＃１とんどの光学部品を共用して輝度変化検
出部を構成することによって、磁気共鳴検出用光検出器
と同一の条件でヘリウムランプや吸収セルの輝度変化を
検出し、検出した電気信号を使ってこれら光源の輝度変
化を電気的に相殺し、光源の輝度変化に伴う雑音を減少
させる。
従来はレンズ、円偏光板、ｅ、収セル等の光学部品を光
磁気共鳴部と同一配置にして磁気共鳴を起させないこと
を除いて光磁気共鳴部と似た状態で動作させ、ヘリウム
ランプや吸収セルの輝度変化を検出していたのに対して
、この発明では光磁気共鳴部のヘリウムランプ、レンズ
、円偏光板、吸収セル等光学部品のほとんどを共用して
、上記光源の輝度変化を検出する。そのため、磁気共鳴
検出用光検出器と輝度変化検出用光検出器にはほぼ同一
の条件で光源の輝度変化が現われるので、ここで検出し
た電気信号を使って光源の輝度変化を電気的に打消すこ
とにより、輝度変化に伴う雑音をほとんどなくすること
が可能となシ、輝度変化・に伴う雑音な大＠に減少させ
ることができる。
磁気共鳴部と同一配置にして磁気共鳴を起させないこと
を除いて光磁気共鳴部と似た状態で動作させ、ヘリウム
ランプや吸収セルの輝度変化を検出していたのに対して
、この発明では光磁気共鳴部のヘリウムランプ、レンズ
、円偏光板、吸収セル等光学部品のほとんどを共用して
、上記光源の輝度変化を検出する。そのため、磁気共鳴
検出用光検出器と輝度変化検出用光検出器にはほぼ同一
の条件で光源の輝度変化が現われるので、ここで検出し
た電気信号を使って光源の輝度変化を電気的に打消すこ
とにより、輝度変化に伴う雑音をほとんどなくすること
が可能となシ、輝度変化・に伴う雑音な大＠に減少させ
ることができる。
ｗ、１図はこの発明の一実施例を示したものであり、第
２図はこの発明の吸収セル近辺の部品配置。
２図はこの発明の吸収セル近辺の部品配置。
特にＲＦコイル、磁気共鳴検出用光検出器、輝度変化検
出用光検出器の位置関係を示したものである。従来、改
良型光磁気共鳴磁力計と大きく異なるのは、吸収セル（
５）を共用し、光軸方向に２等分した片側半分にＲＦコ
イルａ’ａ’＋配置し、残り半分Ｉ／ｃは磁気共鳴を起
こさせないためにＲＩＰコイルは配置しないでおき、吸
収セル（５）の後方に半分づつ磁気共鳴検出用光検出器
（７）と輝度変化検出用光検出器を配置して、そルそれ
光磁気共鳴部員と輝度変化検出部ａ秒を構成しているこ
とである。さらに上記吸収セル（５）の前方に位置する
レンズ（３）９円偏光板（４）を共用していることであ
る。このような構成において、輝度変化検出部αｌは高
周波磁界を印加していないために磁気共鳴が起きていな
いことを除いては、光磁気共鳴部ａ傷のヘリウムランプ
（１）。
出用光検出器の位置関係を示したものである。従来、改
良型光磁気共鳴磁力計と大きく異なるのは、吸収セル（
５）を共用し、光軸方向に２等分した片側半分にＲＦコ
イルａ’ａ’＋配置し、残り半分Ｉ／ｃは磁気共鳴を起
こさせないためにＲＩＰコイルは配置しないでおき、吸
収セル（５）の後方に半分づつ磁気共鳴検出用光検出器
（７）と輝度変化検出用光検出器を配置して、そルそれ
光磁気共鳴部員と輝度変化検出部ａ秒を構成しているこ
とである。さらに上記吸収セル（５）の前方に位置する
レンズ（３）９円偏光板（４）を共用していることであ
る。このような構成において、輝度変化検出部αｌは高
周波磁界を印加していないために磁気共鳴が起きていな
いことを除いては、光磁気共鳴部ａ傷のヘリウムランプ
（１）。
レンズ（３）９円偏光板（４）ｌ吸収セル（５）を共用
している九め、輝度変化検出用光検出器αりによって上
記ヘリウムランプ（１）や吸収セル（６）の光源の発光
状態による輝度変化を磁気共鳴検出用光検出器（７）と
同じ条件で検出できる。
している九め、輝度変化検出用光検出器αりによって上
記ヘリウムランプ（１）や吸収セル（６）の光源の発光
状態による輝度変化を磁気共鳴検出用光検出器（７）と
同じ条件で検出できる。
上記輝度変化検出用光検出器ａηで検出した光源の輝度
変化はここで電気信号に変換されて差動灘の増幅器（８
）の一方の入力となり、他方の入力である磁気共鳴検出
用光検出器（７）で検出された光の吸収信号との差が差
動型の増幅器（８）の出力として位相検波器（９）Ｋ送
られる。
変化はここで電気信号に変換されて差動灘の増幅器（８
）の一方の入力となり、他方の入力である磁気共鳴検出
用光検出器（７）で検出された光の吸収信号との差が差
動型の増幅器（８）の出力として位相検波器（９）Ｋ送
られる。
ここで、光磁気共鳴部ａ９の光源でおるヘリウムランプ
（１）および吸収セル（５）はそルぞｎラング励起用電
極（２）、吸収セル励起用電極（６）に高周波発振器α
■の出力である高周波電圧が印加されて発光しているの
で、この高周波発振器αｊの出力が変化すると、上記ヘ
リウムランプ（１）及び吸収セル（５）ハ輝度変化をす
る。つまり電源電圧の変動あるいは外部からの振動によ
って高周波発振器α３の出力が変動すると、ヘリウムラ
ンプ（１）及び吸収セル（５）の輝度が変動する。また
、ヘリウムランプ（１）及び吸収セル（５）は一種の放
電管であるので温度等の外的要因によって放電状態が変
化し輝度が変わる。
（１）および吸収セル（５）はそルぞｎラング励起用電
極（２）、吸収セル励起用電極（６）に高周波発振器α
■の出力である高周波電圧が印加されて発光しているの
で、この高周波発振器αｊの出力が変化すると、上記ヘ
リウムランプ（１）及び吸収セル（５）ハ輝度変化をす
る。つまり電源電圧の変動あるいは外部からの振動によ
って高周波発振器α３の出力が変動すると、ヘリウムラ
ンプ（１）及び吸収セル（５）の輝度が変動する。また
、ヘリウムランプ（１）及び吸収セル（５）は一種の放
電管であるので温度等の外的要因によって放電状態が変
化し輝度が変わる。
このとき輝度変化検出部−は光磁気共鳴部員のヘリウム
ランプ（１）、レンズ（３）１円偏光板（４）、吸収セ
ル（５１等光学部品のほとんどを共用してお）、光磁気
共鳴部０と同じ条件で光源の元が輝度変化検出用光検出
器α７）Ｋ受光されているので、従来のようにレンズ、
円偏光板、吸収セルを別個に設けていたために生じてい
た周囲温度の差や高周波発振器（ｌ：Ｉとのマツチング
状態の微妙な差による違いがな（なり磁気共鳴検出用光
検出器（７）とほぼ同一の状態で光源の輝度変化を検出
できる。
ランプ（１）、レンズ（３）１円偏光板（４）、吸収セ
ル（５１等光学部品のほとんどを共用してお）、光磁気
共鳴部０と同じ条件で光源の元が輝度変化検出用光検出
器α７）Ｋ受光されているので、従来のようにレンズ、
円偏光板、吸収セルを別個に設けていたために生じてい
た周囲温度の差や高周波発振器（ｌ：Ｉとのマツチング
状態の微妙な差による違いがな（なり磁気共鳴検出用光
検出器（７）とほぼ同一の状態で光源の輝度変化を検出
できる。
それ故２元磁気共鳴部へ９の磁気共鳴検出用光検小器（
７）の出力に磁気共鳴による光の吸収信号の他に上記ヘ
リウムランプ（１）及び吸収セル（５）の輝度変化が雑
音として重畳しても、上記輝度変化検出用光検出器−で
検出された信号を使って差動型の増幅器（８）で相殺さ
せることＫより、この電気雑音をほぼ完全に打消せるの
で光源の輝度変化による雑音を大幅に低減させることが
できる。
７）の出力に磁気共鳴による光の吸収信号の他に上記ヘ
リウムランプ（１）及び吸収セル（５）の輝度変化が雑
音として重畳しても、上記輝度変化検出用光検出器−で
検出された信号を使って差動型の増幅器（８）で相殺さ
せることＫより、この電気雑音をほぼ完全に打消せるの
で光源の輝度変化による雑音を大幅に低減させることが
できる。
以上述べたごとく、この発明の光磁気共鳴磁力計によれ
ば、光磁気共鳴部で生じた光源の輝度変化を忠実に検出
し、これを大幅に低減させるので光磁気共鳴の高感度性
を損うことなく磁界を測定する装置を提供することがで
きる。
ば、光磁気共鳴部で生じた光源の輝度変化を忠実に検出
し、これを大幅に低減させるので光磁気共鳴の高感度性
を損うことなく磁界を測定する装置を提供することがで
きる。
この発明は以上説明した通り、光磁気共鳴部のヘリウム
ランプ、レンズ、円偏光板、吸収セル等光学部品のほと
んどを共用して輝度変化検出部を構成することにより、
従来のように輝度変化検出部を別個に設けていたために
生じていた周囲温度の差や電気的マツチングの微妙な差
、さらＫは各光学部品の特性差がなくなるので、光磁気
共鳴部で生じた光源の輝度変化を忠実に検出することが
可能となシ、この検出した信号を使って、光源の輝度変
化に伴う雑音な大＠に低減させることができる。そ詐故
、温度、振動等の外的要因や電源変動の影響をさらに受
けＫ（くするという効果がある。
ランプ、レンズ、円偏光板、吸収セル等光学部品のほと
んどを共用して輝度変化検出部を構成することにより、
従来のように輝度変化検出部を別個に設けていたために
生じていた周囲温度の差や電気的マツチングの微妙な差
、さらＫは各光学部品の特性差がなくなるので、光磁気
共鳴部で生じた光源の輝度変化を忠実に検出することが
可能となシ、この検出した信号を使って、光源の輝度変
化に伴う雑音な大＠に低減させることができる。そ詐故
、温度、振動等の外的要因や電源変動の影響をさらに受
けＫ（くするという効果がある。
４、図の簡単な説明
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はこ
の発明の吸収セル近辺の部品配置を示す図、第３図は従
来の改良製光磁気共鳴磁力計の構成の一実施例を示す図
、第４図はヘリクム原子のエネルギーレベルについて示
した図である。
の発明の吸収セル近辺の部品配置を示す図、第３図は従
来の改良製光磁気共鳴磁力計の構成の一実施例を示す図
、第４図はヘリクム原子のエネルギーレベルについて示
した図である。
図中、（１）はヘリウムランプ、（２）はランプ励起用
電極、（３１（Ｉ尋はレンズ、 （４）（ＩＪは円偏光
板、 （５１（ｌｅは吸収セル、（６）は吸収セル励起
用電極、 ＋７１Ｂ？）は光検出器、（８）は差動型の
増幅器、（９）は位相検波器、ａＩは 、電圧制御発振
器、ａＤはバッファ抵抗器、αりはＲＦコイル、α３は
高周波発振器、ｔｔｓｔ；を輝度変化検出部。
電極、（３１（Ｉ尋はレンズ、 （４）（ＩＪは円偏光
板、 （５１（ｌｅは吸収セル、（６）は吸収セル励起
用電極、 ＋７１Ｂ？）は光検出器、（８）は差動型の
増幅器、（９）は位相検波器、ａＩは 、電圧制御発振
器、ａＤはバッファ抵抗器、αりはＲＦコイル、α３は
高周波発振器、ｔｔｓｔ；を輝度変化検出部。
ａ９は光磁気共鳴部である。なお１図中同一あるいは相
当部分には同一符号を付して示しである。
当部分には同一符号を付して示しである。
第 ２１１
ｉｉ３１
Claims (1)
- 光磁気共鳴の光学的検出に利用する光線を発生するラン
プと、磁気共鳴を生じさせる物質を内蔵した吸収セルと
、上記ランプと吸収セルを放電発光させる高周波発振器
と上記吸収セルに高周波磁界を印加して磁気共鳴を生じ
させるためのＲＦコイルと、上記吸収セルにおける磁気
共鳴の結果生じる光線の吸収を検出し、電気信号に変換
する光検出器と、上記光検出器の電気信号を増幅する増
幅器と、上記増幅器の出力を位相検波し誤差信号を発生
する位相検波器と、上記誤差信号で発振周波数を制御し
ラーモア周波数に等しい周波数の高周波電圧を発生する
電圧制御発振器と、上記高周波電圧を電流に変換してＲ
Ｆコイルに印加し高周波磁界を発生させるバッファ抵抗
器とからなる光磁気共鳴磁力計において、上記吸収セル
の半分に上記ＲＦコイルを配置して高周波磁界を印加し
、磁気共鳴を生じさせ、この結果生じる光線の吸収を上
記磁気共鳴検出用光検出器で検出すると共に、吸収セル
の残り半分には高周波磁界を印加しないで磁気共鳴を生
じないようにし、この後方に光検出器を新たに追加して
、上記ランプ及び吸収セルの輝度変化を上記追加した光
検出器で検出し、この電気雑音を上記磁気共鳴検出用光
検出器の電気信号から減算することによってランプ及び
吸収セルの輝度変化に伴う雑音を相殺することを特徴と
する光磁気共鳴磁力計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11793485A JPS61275673A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 光磁気共鳴磁力計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11793485A JPS61275673A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 光磁気共鳴磁力計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61275673A true JPS61275673A (ja) | 1986-12-05 |
Family
ID=14723823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11793485A Pending JPS61275673A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 光磁気共鳴磁力計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61275673A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2015083242A1 (ja) * | 2013-12-03 | 2017-03-16 | 株式会社日立製作所 | 磁場計測装置 |
-
1985
- 1985-05-31 JP JP11793485A patent/JPS61275673A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2015083242A1 (ja) * | 2013-12-03 | 2017-03-16 | 株式会社日立製作所 | 磁場計測装置 |
| US10215816B2 (en) | 2013-12-03 | 2019-02-26 | Hitachi, Ltd. | Magnetic field measuring apparatus |
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