[科普中国]-光泵磁力仪

光泵磁力仪（optical-pumping magnetometer）光泵磁力仪是以氦、汞、氮、氢以及碱金属铷、铯等元素的原子在外磁场中产生的塞曼分裂为基础，并采用光泵和磁共振技术研制成的磁力仪。12

释义光泵磁力仪是以氦、汞、氮、氢以及碱金属铷、铯等元素的原子在外磁场中产生的塞曼分裂为基础，并采用光泵和磁共振技术研制成的。由于采用磁共振元素不同，光泵磁力仪分为氦磁力仪和碱金属磁力仪；按采用的电路不同可分为自激式磁力仪和跟踪式磁力仪。光泵磁力仪之所以能测量磁场，是基于上述元素在特定条件下，能发生磁共振吸收现象（称为光泵吸收），而发生这种现象时的电场频率与样品所在地的外磁场强度成比例关系。只要能准确测定这个频率，即可获取准确的外磁场强度。1

原理因为由光泵作用排列好的原子磁矩，在特定频率的交变电磁场的作用下，又将产生共振吸收作用，打乱原子的排列情况。发生共振吸收现象的电磁场的频率与样品所在点的外磁场强度成一比例关系，故测定这一频率就可以测出外磁场的值。常用的工作元素有；钾(K39)；铷(Rb87，Rb85)；铯(Cs133)；氦(He4，He3)等。光泵磁力仪按线路结构特点又可分为跟踪式及自激式两大类。这类磁力仪的特点是灵敏度高，可达±0.01伽马（即nT），可以测定总磁场强度的绝对值，没有零点掉格及温度影响，工作时不需准确定向，适于在运动条件下进行高精度快速连续测量，如航空磁测和海洋磁测等。2

特点光泵磁力仪同质子旋进磁力仪一样，它也是属于磁共振类仪器。但光泵磁力仪利用的原理是电子的顺磁共振现象。而质子旋进磁力仪利用的是核磁共振。光泵磁力仪是实际生产和科学技术应用中灵敏度较高的一种磁测仪器，相比于质子旋进磁力仪，该磁力仪具有以下特点：
（1）灵敏度高，一般为0.01nT量级，理论灵敏度高达0.01～0.0001nT；
（2）响应频率高，可在快速变化中进行测量；
（3）可测量地磁场的总向量口及其分量，并能进行连续测量。1

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学