JP2013164312A - Magnetic field measurement device - Google Patents
Magnetic field measurement device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013164312A JP2013164312A JP2012026987A JP2012026987A JP2013164312A JP 2013164312 A JP2013164312 A JP 2013164312A JP 2012026987 A JP2012026987 A JP 2012026987A JP 2012026987 A JP2012026987 A JP 2012026987A JP 2013164312 A JP2013164312 A JP 2013164312A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- light
- magnetic field
- polarizer
- detection light
- 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
Images
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
本発明は、磁場の強度を測定する際のノイズの影響を低減させる技術に関する。 The present invention relates to a technique for reducing the influence of noise when measuring the strength of a magnetic field.
心臓や脳など、生体から発せられる磁場の強度を測定する磁場測定装置において、光ポンピングを利用した磁気センサーが採用されている。特許文献1には、ガス状態をとり得る原子群が封入されているセルと、原子群をスピン偏極させるためのポンプ光を発生するポンプ光源と、セルにプローブ光を照射するプローブ光源と、プローブ光の偏光面の回転を検出するための検出器と、プローブ光を反射させるための反射ミラーとを備えた光ポンピング磁力計が記載されている。 2. Description of the Related Art A magnetic sensor using optical pumping is employed in a magnetic field measuring device that measures the intensity of a magnetic field emitted from a living body such as a heart or a brain. Patent Document 1 discloses a cell in which an atomic group capable of taking a gas state is enclosed, a pump light source that generates pump light for spin-polarizing the atomic group, a probe light source that irradiates the cell with probe light, An optical pumping magnetometer is described that includes a detector for detecting the rotation of the polarization plane of the probe light and a reflection mirror for reflecting the probe light.
ところで、心臓などから発せられる磁場は、例えば、地磁気などと比較しても微弱である。このような微弱な磁場の強度を測定する磁場測定装置は、地磁気や、磁気センサーの近傍に置かれた金属、交流電源などによって生じるノイズの影響を受け易い。一般に、これらのノイズの影響を受け難くするため、磁気センサーは磁性体で構成された筒状のシールドなどに収容されて利用されるが、さらにこれらのノイズの影響を低減させるためには、測定対象と磁気センサーとの距離を短くすることが望ましい。 By the way, the magnetic field emitted from the heart or the like is weak compared with, for example, geomagnetism. Such a magnetic field measuring apparatus that measures the intensity of a weak magnetic field is easily affected by noise caused by geomagnetism, metal placed near the magnetic sensor, AC power supply, and the like. In general, in order to make it less susceptible to the effects of these noises, magnetic sensors are housed and used in cylindrical shields made of magnetic materials, but in order to further reduce the effects of these noises, measurement is required. It is desirable to shorten the distance between the object and the magnetic sensor.
しかしながら、光ポンピングを利用して磁場の強度を測定する場合、光源から測定対象に向かって検出光(プローブ光)が照射され、その検出光の光路中に磁気センサーとして機能するセルが配置されていることが一般的である。この場合、セルを透過した検出光を受光して磁場の強度を算出する検出器を、この検出光の進行方向においてセルよりも下流側に置かなければならないため、測定対象とセルとの間を結ぶ線分上にこの検出器を配置するスペースを確保しなければならない。 However, when measuring the intensity of a magnetic field using optical pumping, detection light (probe light) is irradiated from a light source toward a measurement target, and a cell functioning as a magnetic sensor is arranged in the optical path of the detection light. It is common to be. In this case, a detector that receives the detection light transmitted through the cell and calculates the intensity of the magnetic field must be placed downstream of the cell in the traveling direction of the detection light. A space for arranging this detector must be secured on the connecting line segment.
なお、測定対象とセルとの間を結ぶ線分上に反射器(反射ミラーなど)を設けることにより、セルから見て測定対象のある側の反対側に検出器を配置することも試みられているが、反射器を経た後で偏光成分の割合が変化してしまうことや、検出光がセルを2度透過することなどによって、測定値に影響が生じる場合がある。 In addition, by providing a reflector (such as a reflection mirror) on the line segment connecting the measurement object and the cell, an attempt has been made to arrange the detector on the opposite side of the measurement object from the cell side. However, the measurement value may be affected by the fact that the ratio of the polarization component changes after passing through the reflector or the detection light passes through the cell twice.
本発明の目的の一つは、測定対象とセルとを結ぶ方向の磁場の強度を測定する磁場測定装置において、測定対象とセルとの間が大きくなることを抑制することである。 One of the objects of the present invention is to suppress an increase in the space between a measurement object and a cell in a magnetic field measurement apparatus that measures the intensity of a magnetic field in a direction connecting the measurement object and the cell.
本発明に係る磁場測定装置は、光源と、前記光源から照射される光を変換して、直線偏光を含む検出光を生成する偏光子と、前記光源から照射される光の進行方向を曲げて、当該光を前記偏光子に導く光ファイバーと、直線偏光の偏光面を磁場の強度に応じて回転させる媒体を内部に収容し、測定対象に対して所定の位置に配置され、前記偏光子によって生成された前記検出光を透過させるセルと、前記セルを透過した前記検出光に基づいて、当該セルが前記測定対象から受ける磁場の強度を検出する検出器とを具備することを特徴とする。
この構成によれば、測定対象とセルとの間が大きくなることを抑制することができる。
A magnetic field measurement apparatus according to the present invention includes a light source, a polarizer that converts light emitted from the light source to generate detection light including linearly polarized light, and a traveling direction of the light emitted from the light source is bent. An optical fiber that guides the light to the polarizer and a medium that rotates the polarization plane of linearly polarized light according to the strength of the magnetic field are housed inside, arranged at a predetermined position with respect to the measurement target, and generated by the polarizer. And a detector for detecting the intensity of the magnetic field received by the cell from the measurement object based on the detection light transmitted through the cell.
According to this structure, it can suppress that the space between a measuring object and a cell becomes large.
また、本発明に係る磁場測定装置は、光源と、前記光源から照射される光を変換して、直線偏光を含む検出光を生成する偏光子と、直線偏光の偏光面を磁場の強度に応じて回転させる媒体を内部に収容し、測定対象に対して所定の位置に配置され、前記偏光子によって生成された前記検出光を透過させるセルと、前記セルを透過した前記検出光に基づいて、当該セルが前記測定対象から受ける磁場の強度を検出する検出器と、前記セルを透過した前記検出光の進行方向を曲げて、当該検出光を前記検出器に導く光ファイバーとを具備することを特徴とする。
この構成によれば、測定対象とセルとの間が大きくなることを抑制することができる。
The magnetic field measurement apparatus according to the present invention includes a light source, a polarizer that converts light emitted from the light source to generate detection light including linearly polarized light, and a polarization plane of linearly polarized light according to the intensity of the magnetic field. A medium to be rotated and housed therein, arranged at a predetermined position with respect to the measurement target, and a cell that transmits the detection light generated by the polarizer, and the detection light transmitted through the cell, A detector that detects the intensity of the magnetic field received by the cell from the measurement object, and an optical fiber that bends the traveling direction of the detection light transmitted through the cell and guides the detection light to the detector. And
According to this structure, it can suppress that the space between a measuring object and a cell becomes large.
また、本発明に係る磁場測定装置は、光源と、前記光源から照射される光を変換して、直線偏光を含む検出光を生成する偏光子と、直線偏光の偏光面を磁場の強度に応じて回転させる媒体を内部に収容し、測定対象に対して所定の位置に配置され、前記偏光子によって生成された前記検出光を透過させるセルと、前記セルを透過した前記検出光に基づいて、当該セルが前記測定対象から受ける磁場の強度を検出する検出器と、前記偏光子によって生成された前記検出光の進行方向を曲げて、当該検出光を前記セルに導く光ファイバーとを具備することを特徴とする。
この構成によれば、測定対象とセルとの間が大きくなることを抑制することができる。
The magnetic field measurement apparatus according to the present invention includes a light source, a polarizer that converts light emitted from the light source to generate detection light including linearly polarized light, and a polarization plane of linearly polarized light according to the intensity of the magnetic field. A medium to be rotated and housed therein, arranged at a predetermined position with respect to the measurement target, and a cell that transmits the detection light generated by the polarizer, and the detection light transmitted through the cell, A detector that detects the intensity of the magnetic field received by the cell from the measurement target; and an optical fiber that bends the traveling direction of the detection light generated by the polarizer and guides the detection light to the cell. Features.
According to this structure, it can suppress that the space between a measuring object and a cell becomes large.
好ましくは、前記光源および前記検出器は、前記測定対象と前記セルとの間を結ぶ線分上以外の位置にそれぞれ配置されているとよい。
この構成によれば、測定対象とセルとの間が大きくなることを抑制することができる。
Preferably, the light source and the detector may be arranged at positions other than on a line segment connecting the measurement object and the cell.
According to this structure, it can suppress that the space between a measuring object and a cell becomes large.
また、好ましくは、前記光ファイバーから入射した光の光束径を変化させて出射する光学機構を具備するとよい。
この構成によれば、セルの大きさに応じた光束径を有する検出光をセルに照射することができる。
In addition, it is preferable that an optical mechanism that emits light by changing a light beam diameter of light incident from the optical fiber is provided.
According to this configuration, it is possible to irradiate the cell with detection light having a light beam diameter corresponding to the size of the cell.
また、好ましくは、前記光ファイバーは、入射された光の偏光状態を保持して出射する偏光保持特性を有するとよい。
この構成によれば、磁場の測定を正確に行うことができる。
Preferably, the optical fiber has a polarization maintaining property of maintaining and maintaining the polarization state of incident light.
According to this configuration, the magnetic field can be accurately measured.
1.第1実施形態
図1は、本発明に係る第1実施形態の磁場測定装置9の構成を示す図である。磁場測定装置9は、光源1、光ファイバー2、エキスパンダー3、偏光子4、セル5、検出器6を備える。磁場測定装置9は、測定対象8に対してセル5が所定の位置に配置されるように設置され、測定対象8から発生する磁場の強度を測定する。
1. First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a magnetic
光源1は、例えば磁場の測定に用いられるレーザー光を発生させるレーザー発振器である。光ファイバー2は、光源1の照射側に一端が接続され、エキスパンダー3の入射側に他端が接続されている。光ファイバー2は、光源1から出て、測定対象8とエキスパンダー3との間を結ぶ線分に対して横方向から導かれて曲げられ、エキスパンダー3に入っている。この光ファイバー2を通ることで、光源1が照射したレーザー光は、その進行方向を曲げられてエキスパンダー3に入射する。
The light source 1 is a laser oscillator that generates laser light used for measuring a magnetic field, for example. The
エキスパンダー3は、例えば平凹レンズと平凸レンズとを組み合わせて構成された光学機構であり、光ファイバー2を通るレーザー光の光束径を、セル5を透過させる検出光の光束径に合うように拡大させるものである。エキスパンダー3は、光ファイバー2を通って入射したレーザー光の光束径を拡大して偏光子4に出射する。偏光子4は、エキスパンダー3によって拡大されたレーザー光を変換して、直線偏光を含む検出光を生成する。偏光子4は、例えば偏光フィルムなどであり、この偏光フィルムを経たレーザー光は所定の方向に向いた直線偏光が抽出された検出光となる。偏光子4によって生成された検出光は、セル5に入射する。セル5は、例えば光を透過させるガラスなどの素材で形成された四面体で構成され、内部に所定の原子からなる原子群が収容されている。
The expander 3 is an optical mechanism configured by combining, for example, a plano-concave lens and a plano-convex lens, and expands the light beam diameter of the laser light passing through the
所定の原子は、例えば、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ル
ビジウム(Rb)、セシウム(Cs)及びフランシウム(Fr)などのアルカリ金属原子である。セル5内には、アルカリ金属原子の他に、ヘリウム(He)、窒素(N)などのバッファーガスが含まれていてもよい。アルカリ金属原子は、磁気を検出する際に気体の状態であればよく、常時気体の状態でなくてもよい。この所定の原子は、磁場の強度に応じて光の偏光面を回転させる媒体として機能する。
The predetermined atom is an alkali metal atom such as lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), and francium (Fr). The cell 5 may contain a buffer gas such as helium (He) and nitrogen (N) in addition to the alkali metal atom. The alkali metal atom may be in a gaseous state when detecting magnetism, and may not always be in a gaseous state. This predetermined atom functions as a medium for rotating the polarization plane of light according to the strength of the magnetic field.
偏光子4によって生成された検出光がセル5を透過すると、セル5内の原子群はアライメントされ、線形二色性が生じる。この原子群は、セル5が配置された位置における測定対象8からの磁場に応じて歳差運動を行う。その結果、検出光に含まれる直線偏光の偏光面はセル5が受ける磁場の強度に応じて回転する。この偏光面の回転の大きさは、測定対象8が発する磁場のうち、セル5の位置において検出光の進む方向の磁場の強度に応じたものである。セル5を透過した検出光は、検出器6に入射する。
When the detection light generated by the polarizer 4 passes through the cell 5, the atomic groups in the cell 5 are aligned and linear dichroism occurs. This atomic group performs precession according to the magnetic field from the
検出器6は、ビームスプリッターと2つのフォトディテクター、および信号処理装置とを備える。ビームスプリッターは、入射した検出光をP波成分とS波成分とに分離する。2つのフォトディテクターはP波検出用フォトディテクターとS波検出用フォトディテクターとであり、ビームスプリッターで分離されたP波成分の光はP波検出用フォトディテクターに、S波成分の光はS波検出用フォトディテクターに、それぞれ入射する。各フォトディテクターは、P波成分とS波成分の各光量に応じた電気信号を信号処理装置に各々出力する。信号処理装置は、各フォトディテクターが出力した電気信号に基づいて、検出光の偏光面の回転角度を求め、この回転角度から測定対象8が発する磁場の強度を算出する。以上の構成により磁場測定装置9の検出器6は、測定対象8が発する磁場のうち、セル5の位置においてセル5が受ける磁場の強度を検出する。
The
ここで、第1実施形態の磁場測定装置9の特徴を説明するため、従来に用いられている磁場の測定装置の一例を説明する。図2は、従来の磁場測定装置900の構成を示す図である。磁場測定装置900は、光源100と、偏光子400と、セル500と、検出器600とを有する。光源100はレーザー発振器などであり、磁場の測定に用いられるレーザー光を発生させる。偏光子400は光源100が発生させたレーザー光を変換して、直線偏光を含む検出光を生成する。セル500には、磁場の強度に応じて光の偏光面を回転させる媒体が内部に封入されている。セル500は、偏光子400によって生成された検出光を透過せ、この検出光の偏光面を回転させる。検出器600は、セル500を透過した検出光をP波成分とS波成分とに分離してそれぞれの光量を計測し、各光量に基づいて上記の偏光面の回転角度を求める。そして、求めたその回転角度を用いて測定対象800が発する磁場の強度を算出する。これにより、磁場測定装置900は、測定対象800から発生する磁場の強度を測定する。
Here, in order to explain the characteristics of the magnetic
磁場測定装置900において、光ファイバーは用いられていないため、磁場測定装置の各構成は光の進行方向に沿って配置されている必要がある。そのため、測定対象800とセル500との間を結ぶ線分上に検出器600が配置されており、この検出器600の大きさに応じて測定対象800とセル500との間の距離L0を確保しなければならない。
Since no optical fiber is used in the magnetic
一方、磁場測定装置9は、光ファイバー2によってレーザー光の進行方向を曲げて、このレーザー光をエキスパンダー3および偏光子4に導くので、光源1を測定対象8とセル5との間を結ぶ線分上に置く必要がない。したがって、この磁場測定装置9において測定対象8とセル5との間の距離Lは、光ファイバー2を用いない場合に比べて短くなる。また検出光は、測定対象8に近づく方向に進んでセル5を透過するのではなく、測定対象8から遠ざかる方向に進んでセル5を透過するので、セル5を透過した後の構成である検出器6を、測定対象8とセル5との間を結ぶ線分上に置く必要がない。したがって、この磁場測定装置9において測定対象8とセル5との間の距離Lは、上述した磁場測定装置900のように、検出光を測定対象8に近づく方向に進ませてセル5を透過させる場合に比べて短くなる。
On the other hand, the magnetic
2.第2実施形態
図3は、本発明に係る第2実施形態の磁場測定装置9aの構成を示す図である。磁場測定装置9aは、光源1a、光ファイバー2a、エキスパンダー3a、偏光子4a、セル5a、検出器6a、コンプレッサー7aを備える。磁場測定装置9aは、測定対象8aに対してセル5aが所定の位置に配置されるように設置され、測定対象8aから発生する磁場の強度を測定する。光源1a、偏光子4a、セル5a、検出器6aはそれぞれ、第1実施形態における磁場測定装置9に備えられた光源1、偏光子4、セル5、検出器6に相当する構成であり、その接続順序が異なっている。
2. Second Embodiment FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a magnetic
また、光ファイバー2aおよびエキスパンダー3aは、偏光保持特性を有する点が光ファイバー2およびエキスパンダー3と異なっている。偏光保持特性とは、入射光の偏光状態(偏波状態)を保持して出射させる特性である。コンプレッサー7aは、エキスパンダー3aと共通する構造を有しており、光の進行方向をエキスパンダー3aと逆にすることで、入射光の光束径を絞って出射光にするものである。
The
光源1aから照射されたレーザー光は、偏光子4aに出射される。偏光子4aは、光源1aから照射されたレーザー光を変換して、直線偏光を含む検出光を生成する。偏光子4aによって生成された検出光は、セル5aに入射する。偏光子4aによって生成された検出光がセル5aを透過すると、セル5a内の原子群はアライメントされ、線形二色性が生じる。この原子群は、セル5aが配置された位置における測定対象8aからの磁場に応じて歳差運動を行う。その結果、検出光に含まれる直線偏光の偏光面はセル5aが受ける磁場の強度に応じて回転する。この偏光面の回転の大きさは、測定対象8aが発する磁場のうち、セル5aの位置において検出光の進む方向の磁場の強度に応じたものである。セル5aを透過した検出光は、コンプレッサー7aに入射する。
The laser light emitted from the
コンプレッサー7aは、セル5aを透過した検出光の光束径を、光ファイバー2aを通る光の光束径に合うように縮小させるものである。コンプレッサー7aは、セル5aを透過した検出光の光束径を縮小して光ファイバー2aに出射する。光ファイバー2aは、コンプレッサー7aから出て、測定対象8aとエキスパンダー3aとの間を結ぶ線分に対して横方向から導かれて曲げられ、エキスパンダー3aに入っている。この光ファイバー2aを通ることで、コンプレッサー7aによって光束径を縮小された検出光は、その進行方向を曲げられてエキスパンダー3aに入射する。
The
エキスパンダー3aは、光ファイバー2aを通って入射した検出光の光束径を拡大して検出器6aに出射する。検出器6aは、エキスパンダー3aから出射された検出光をビームスプリッターでP波成分とS波成分とに分離して、各成分の光量に応じて検出光の偏光面の回転角度を求める。そして、検出器6aは、求めた回転角度を用いて、測定対象8aが発する磁場のうち、セル5aの位置においてセル5aが受ける磁場の強度を検出する。
The
以上の構成により、磁場測定装置9aは、セル5から出射してコンプレッサー7aを経た検出光の進行方向を光ファイバー2aによって曲げて、エキスパンダー3および検出器6aに導くので、検出器6aを測定対象8aとセル5aとの間を結ぶ線分上に置く必要がない。したがって、この磁場測定装置9aにおいて測定対象8aとセル5aとの間の距離Laは、光ファイバー2aを用いない場合に比べて短くなる。
With the above configuration, the magnetic
3.第3実施形態
図4は、本発明に係る第3実施形態の磁場測定装置9bの構成を示す図である。磁場測定装置9bは、光源1b、光ファイバー2b、エキスパンダー3b、偏光子4b、セル5b、検出器6b、コンプレッサー7bを備える。磁場測定装置9bは、測定対象8bに対してセル5bが所定の位置に配置されるように設置され、測定対象8bから発生する磁場の強度を測定する。光源1b、光ファイバー2b、エキスパンダー3b、偏光子4b、セル5b、検出器6b、コンプレッサー7bはそれぞれ、第2実施形態における磁場測定装置9aに備えられた光源1a、光ファイバー2a、エキスパンダー3a、偏光子4a、セル5a、検出器6a、コンプレッサー7aに相当する構成であり、その接続順序が異なっている。
3. 3rd Embodiment FIG. 4: is a figure which shows the structure of the magnetic
光源1bから照射されたレーザー光は、偏光子4bに出射される。偏光子4bは、光源1bから照射されたレーザー光を変換して、直線偏光を含む検出光を生成する。偏光子4bによって生成された検出光は、コンプレッサー7bに入射する。コンプレッサー7bは、偏光子4bによって生成された検出光の光束径を、光ファイバー2bを通る光の光束径に合うように縮小させるものである。コンプレッサー7bは、偏光子4bによって生成された検出光の光束径を縮小して光ファイバー2bに出射する。光ファイバー2bは、コンプレッサー7bから出て、測定対象8bとエキスパンダー3bとの間を結ぶ線分に対して横方向から導かれて曲げられ、エキスパンダー3bに入っている。この光ファイバー2bを通ることで、コンプレッサー7bによって光束径を縮小された検出光は、その進行方向を曲げられてエキスパンダー3bに入射する。
The laser light emitted from the
エキスパンダー3bは、光ファイバー2bを通って入射した検出光の光束径を拡大して、その検出光をセル5bに入射する。エキスパンダー3bにより光束径を拡大された検出光がセル5bを透過すると、セル5b内の原子群はアライメントされ、線形二色性が生じる。この原子群は、セル5bが配置された位置における測定対象8bからの磁場に応じて歳差運動を行う。その結果、検出光に含まれる直線偏光の偏光面はセル5bが受ける磁場の強度に応じて回転する。この偏光面の回転の大きさは、測定対象8bが発する磁場のうち、セル5bの位置において検出光の進む方向の磁場の強度に応じたものである。
The
セル5bを透過した検出光は、検出器6bに入射する。検出器6bは、セル5bを透過した検出光をビームスプリッターでP波成分とS波成分とに分離して、各成分の光量に応じて検出光の偏光面の回転角度を求める。そして、検出器6bは、求めた回転角度を用いて、測定対象8bが発する磁場のうち、セル5bの位置においてセル5bが受ける磁場の強度を検出する。
The detection light transmitted through the
以上の構成により、磁場測定装置9bは、コンプレッサー7bを経た検出光の進行方向を光ファイバー2bによって曲げて、エキスパンダー3、セル5b、および検出器6bに導くので、光源1bや偏光子4bを、測定対象8bとセル5bとの間を結ぶ線分上に置く必要がない。したがって、この磁場測定装置9bにおいて測定対象8bとセル5bとの間の距離Lbは、光ファイバー2bを用いない場合に比べて短くなる。
With the above configuration, the magnetic
4.変形例
以上が実施形態(第1〜第3実施形態)の説明であるが、これらの実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
4). The above is description of embodiment (1st-3rd embodiment), However, The content of these embodiment can be deform | transformed as follows. Further, the following modifications may be combined.
(1)上述した各実施形態において、磁場測定装置9(磁場測定装置9a,9bを含む、以下同じ)は、検出光のみを用いて磁場を測定していたが、磁場測定装置9は、ポンプ光と検出光とを用いて磁場を測定してもよい。この場合、磁場測定装置9は、ポンプ光を照射するポンプ光照射ユニットを備える。このポンプ光照射ユニットは、光源と偏光子とを有する。光源は、レーザー光を放射する。偏光子は、光源から放射されたレーザー光を変換して、円偏光成分を有するポンプ光を生成する。生成されたポンプ光は、例えば光ファイバーにより導かれ、セル5(セル5a,5bを含む、以下同じ)に対して検出光と直交する方向に照射される。ポンプ光が照射されると、セル5内のアルカリ金属原子の最外殻電子が励起され、スピン偏極が生じる。スピン偏極したアルカリ金属原子は、磁場により歳差運動をする。1つのアルカリ金属原子のスピン偏極は、時間の経過とともに緩和するが、ポンプ光がCW(Continuous Wave)光であるので、スピン偏極の形成と緩和は、同時平行的かつ連続的に繰り返される。その結果、原子の集団全体としてみれば、定常的なスピン編極が形成される。セル5を透過した検出光は、検出器6,6a,6bにより受光され、その偏光面の回転角度が求められる。これにより、磁場測定装置9は磁場の強度を測定する。
(1) In each embodiment described above, the magnetic field measurement device 9 (including the magnetic
(2)上述した各実施形態において、エキスパンダー3,3a,3bおよびコンプレッサー7a,7bの光学機構は平凸レンズと平凹レンズとを組み合わせて構成されていたが、例えば、フライアイレンズを複数段組み合わせて構成されてもよい。要するに、エキスパンダーおよびコンプレッサーは、入射する光の光束径を変化(拡大または縮小)させて出射する光学機構であればよい。
(2) In each of the above-described embodiments, the optical mechanisms of the
1…光源、100…光源、1a…光源、1b…光源、2…光ファイバー、2a…光ファイバー、2b…光ファイバー、3…エキスパンダー、3a…エキスパンダー、3b…エキスパンダー、4…偏光子、400…偏光子、4a…偏光子、4b…偏光子、5…セル、500…セル、5a…セル、5b…セル、6…検出器、600…検出器、6a…検出器、6b…検出器、7a…コンプレッサー、7b…コンプレッサー、8…測定対象、800…測定対象、8a…測定対象、8b…測定対象、9…磁場測定装置(第1実施形態)、900…磁場測定装置(従来技術)、9a…磁場測定装置(第2実施形態)、9b…磁場測定装置(第3実施形態) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 100 ... Light source, 1a ... Light source, 1b ... Light source, 2 ... Optical fiber, 2a ... Optical fiber, 2b ... Optical fiber, 3 ... Expander, 3a ... Expander, 3b ... Expander, 4 ... Polarizer, 400 ... Polarizer, 4a ... Polarizer, 4b ... Polarizer, 5 ... Cell, 500 ... Cell, 5a ... Cell, 5b ... Cell, 6 ... Detector, 600 ... Detector, 6a ... Detector, 6b ... Detector, 7a ... Compressor, 7 ... Compressor, 8 ... Measurement object, 800 ... Measurement object, 8a ... Measurement object, 8b ... Measurement object, 9 ... Magnetic field measurement device (first embodiment), 900 ... Magnetic field measurement device (prior art), 9a ... Magnetic field measurement Device (second embodiment), 9b ... Magnetic field measuring device (third embodiment)
Claims (6)
前記光源から照射される光を変換して、直線偏光を含む検出光を生成する偏光子と、
前記光源から照射される光の進行方向を曲げて、当該光を前記偏光子に導く光ファイバーと、
直線偏光の偏光面を磁場の強度に応じて回転させる媒体を内部に収容し、測定対象に対して所定の位置に配置され、前記偏光子によって生成された前記検出光を透過させるセルと、
前記セルを透過した前記検出光に基づいて、当該セルが前記測定対象から受ける磁場の強度を検出する検出器と
を具備することを特徴とする磁場測定装置。 A light source;
A polarizer that converts light emitted from the light source to generate detection light including linearly polarized light;
An optical fiber that bends the traveling direction of light emitted from the light source and guides the light to the polarizer;
A cell that accommodates a medium that rotates the polarization plane of linearly polarized light according to the strength of the magnetic field, is disposed at a predetermined position with respect to the measurement target, and transmits the detection light generated by the polarizer;
A magnetic field measuring apparatus comprising: a detector that detects the intensity of a magnetic field received by the cell from the measurement object based on the detection light transmitted through the cell.
前記光源から照射される光を変換して、直線偏光を含む検出光を生成する偏光子と、
直線偏光の偏光面を磁場の強度に応じて回転させる媒体を内部に収容し、測定対象に対して所定の位置に配置され、前記偏光子によって生成された前記検出光を透過させるセルと、
前記セルを透過した前記検出光に基づいて、当該セルが前記測定対象から受ける磁場の強度を検出する検出器と、
前記セルを透過した前記検出光の進行方向を曲げて、当該検出光を前記検出器に導く光ファイバーと
を具備することを特徴とする磁場測定装置。 A light source;
A polarizer that converts light emitted from the light source to generate detection light including linearly polarized light;
A cell that accommodates a medium that rotates the polarization plane of linearly polarized light according to the strength of the magnetic field, is disposed at a predetermined position with respect to the measurement target, and transmits the detection light generated by the polarizer;
A detector for detecting the intensity of the magnetic field received by the cell from the measurement object based on the detection light transmitted through the cell;
A magnetic field measuring apparatus comprising: an optical fiber that bends the traveling direction of the detection light transmitted through the cell and guides the detection light to the detector.
前記光源から照射される光を変換して、直線偏光を含む検出光を生成する偏光子と、
直線偏光の偏光面を磁場の強度に応じて回転させる媒体を内部に収容し、測定対象に対して所定の位置に配置され、前記偏光子によって生成された前記検出光を透過させるセルと、
前記セルを透過した前記検出光に基づいて、当該セルが前記測定対象から受ける磁場の強度を検出する検出器と、
前記偏光子によって生成された前記検出光の進行方向を曲げて、当該検出光を前記セルに導く光ファイバーと
を具備することを特徴とする磁場測定装置。 A light source;
A polarizer that converts light emitted from the light source to generate detection light including linearly polarized light;
A cell that accommodates a medium that rotates the polarization plane of linearly polarized light according to the strength of the magnetic field, is disposed at a predetermined position with respect to the measurement target, and transmits the detection light generated by the polarizer;
A detector for detecting the intensity of the magnetic field received by the cell from the measurement object based on the detection light transmitted through the cell;
A magnetic field measuring apparatus comprising: an optical fiber that bends a traveling direction of the detection light generated by the polarizer and guides the detection light to the cell.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の磁場測定装置。 The magnetic field according to any one of claims 1 to 3, wherein the light source and the detector are respectively arranged at positions other than on a line segment connecting the measurement object and the cell. measuring device.
を具備することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の磁場測定装置。 5. The magnetic field measurement apparatus according to claim 1, further comprising an optical mechanism that emits light with a diameter of light incident from the optical fiber changed.
ことを特徴とする請求項2または3に記載の磁場測定装置。 The magnetic field measuring apparatus according to claim 2, wherein the optical fiber has a polarization maintaining characteristic of outputting while maintaining a polarization state of incident light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012026987A JP6024114B2 (en) | 2012-02-10 | 2012-02-10 | Magnetic field measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012026987A JP6024114B2 (en) | 2012-02-10 | 2012-02-10 | Magnetic field measuring device |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013164312A true JP2013164312A (en) | 2013-08-22 |
JP2013164312A5 JP2013164312A5 (en) | 2015-04-02 |
JP6024114B2 JP6024114B2 (en) | 2016-11-09 |
Family
ID=49175742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012026987A Expired - Fee Related JP6024114B2 (en) | 2012-02-10 | 2012-02-10 | Magnetic field measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6024114B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9500722B2 (en) | 2014-01-31 | 2016-11-22 | Seiko Epson Corporation | Magnetic field measurement apparatus |
CN113721171A (en) * | 2021-07-27 | 2021-11-30 | 北京量子信息科学研究院 | Magnetic gradient system and detection method thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60244865A (en) * | 1984-05-21 | 1985-12-04 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Detecting device for electric field and magnetic field |
JPS62150170A (en) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical fiber applied sensor |
JPH01223359A (en) * | 1988-03-03 | 1989-09-06 | Ngk Insulators Ltd | Magnetic field measuring method by photocurrent and apparatus thereof |
JP2001228230A (en) * | 2000-02-14 | 2001-08-24 | Shimadzu Corp | Magnetic sensor |
-
2012
- 2012-02-10 JP JP2012026987A patent/JP6024114B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60244865A (en) * | 1984-05-21 | 1985-12-04 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Detecting device for electric field and magnetic field |
JPS62150170A (en) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical fiber applied sensor |
JPH01223359A (en) * | 1988-03-03 | 1989-09-06 | Ngk Insulators Ltd | Magnetic field measuring method by photocurrent and apparatus thereof |
JP2001228230A (en) * | 2000-02-14 | 2001-08-24 | Shimadzu Corp | Magnetic sensor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9500722B2 (en) | 2014-01-31 | 2016-11-22 | Seiko Epson Corporation | Magnetic field measurement apparatus |
CN113721171A (en) * | 2021-07-27 | 2021-11-30 | 北京量子信息科学研究院 | Magnetic gradient system and detection method thereof |
CN113721171B (en) * | 2021-07-27 | 2024-06-04 | 北京量子信息科学研究院 | Magnetic gradient system and detection method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6024114B2 (en) | 2016-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6463423B2 (en) | Optical pumping magnetometer | |
JP6171355B2 (en) | Magnetic field measuring device | |
JP5264242B2 (en) | Atomic magnetometer and magnetic force measurement method | |
CN108287322B (en) | Atomic magnetometer without response blind zone and method for measuring external magnetic field by atomic magnetometer | |
JP6134092B2 (en) | Magnetic field measuring device | |
CN107063226B (en) | Double-air-chamber nuclear spin gyroscope and control method thereof | |
JP5223794B2 (en) | Magnetic sensor | |
WO2013008500A1 (en) | Magnetoencephalography meter and neuromagnetism measuring method | |
WO2012020716A1 (en) | Magnetic gradiometer and magnetic sensing method | |
JP5849640B2 (en) | Magnetic field measuring device | |
JP2011007567A (en) | Magnetic sensor | |
US20150219729A1 (en) | Magnetic field measurement apparatus | |
JP2017215225A (en) | Magnetic field measurement device | |
JP6024114B2 (en) | Magnetic field measuring device | |
JP5866940B2 (en) | Magnetic sensor device and magnetic measuring device | |
JP5874808B2 (en) | Magnetic field measuring device | |
JP5682344B2 (en) | Magnetic measuring device and biological state measuring device | |
JP2018068934A (en) | Magnetic sensor and cell unit | |
JP6880834B2 (en) | Magnetic sensor, biomagnetic measuring device | |
JP2011106968A (en) | Magnetic measuring instrument | |
JP2011242324A (en) | Cell unit and magnetic field measuring apparatus | |
JP5621240B2 (en) | Magnetic measuring device | |
JP5907234B2 (en) | Magnetic measuring device and biological state measuring device | |
JP2012177585A (en) | Magnetic field measuring device and array | |
JP2012237698A (en) | Cell and magnetic field measuring instrument |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150107 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150209 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160301 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160427 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20160609 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20160617 |
|
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: 20160913 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160926 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6024114 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |