Shaowen Zhang 1,2,3Jixi Lu 2,4,*Ying Zhou 2,**Fei Lu 1[ ... ]Mao Ye 2,4
Author Affiliations
Abstract
1 School of Instrumentation and Optoelectronic Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
2 Hangzhou Innovation Institute of Beihang University, Hangzhou 310051, China
3 Beihang Hangzhou Innovation Institute Yuhang, Hangzhou 310023, China
4 Research Institute for Frontier Science, Beihang University, Beijing 100191, China
We propose a dual-mode optically pumped magnetometer (OPM) that can flexibly switch between single-beam modulation mode and double-beam DC mode. Based on a 4 mm×4 mm×4 mm miniaturized vapor cell, the double-beam DC mode achieves a sensitivity of 7 fT/Hz1/2 with probe noise below 4 fT/Hz1/2 and working bandwidth over 65 Hz. This mode is designed to precisely measure the noise floor of a mu-metal magnetic shield. The single-beam modulation mode (sensitivity 20 fT/Hz1/2) exhibits bandwidth characteristics suitable for biomagnetic measurements. Thus, our design is suitable for a miniaturized OPM with multiple functions, including magnetic-shield background noise measurement and medical imaging.
optically pumped magnetometer atomic optics dual-mode magnetometer magnetoencephalography medical imaging 
Chinese Optics Letters
2022, 20(8): 081202
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
超高灵敏度磁场测量具有重要的科学和经济意义。利用原子自旋效应进行物理量的精密测量已成为近年来实验物理领域的一种重要手段,其中无自旋交换弛豫(SERF)原子磁强计因其具备的超高灵敏度而备受关注。碱金属气室是SERF原子磁强计的灵敏核心,原子源种类决定了其测量灵敏度的极限。将SERF原子磁强计的研究成果按照碱金属原子源分类总结,分析其研究方法,综述其研究进展以及在实际应用中所取得的突破,对SERF原子磁强计有待进一步拓展的方向和所面临的挑战进行展望,对该领域未来的研究有重要的参考意义与实用价值。
无自旋交换弛豫(SERF) 原子磁强计 弱磁检测 脑磁图(MEG) spin-exchange relaxation free (SERF) atom magnetometer weak magnetic inspection magnetoencephalography (MEG) 
光学仪器
2021, 43(6): 77
Author Affiliations
Abstract
School of Instrumentation Science and Opto-electronics Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
A superluminescent diode (SLD) as an alternative of laser is used to detect optical rotation for atomic spin precession. A more uniform Gauss configuration without additional beam shaping and a relatively high power of the SLD have a potential for atomic magnetometers, which is demonstrated in theory and experiments. In addition, the robustness and compactness enable a more practical way for optical rotation detections, especially for applications in magnetoencephalography systems.
Superluminescent diode atomic magnetometer magnetoencephalography atomic spin precession detection Larmor precession 
Photonic Sensors
2019, 9(2): 02135
作者单位
摘要
浙江工业大学理学院生物与医学物理信息技术协同创新中心, 浙江 杭州 310023
设计了基于无自旋交换弛豫(SERF)的高灵敏度非低温铷原子磁力仪,其灵敏度在15 Hz处达到了6 fT/ Hz。利用此SERF磁力仪,在屏蔽筒内测量了人脑视觉皮层在睁眼和闭眼状态下的磁场差异。该SERF磁力仪采用抽运-探测双光模式,与单光配置相比,双光SERF磁力仪可以实现更高的灵敏度,并且不需要额外的磁场调制,因此省略了采集系统中复杂的锁相放大器。这种装置更有利于实现小型化的全头脑磁图传感器阵列。
测量 原子磁力仪 无自旋交换弛豫 脑磁图 
中国激光
2018, 45(12): 1204006
王晓飞 1,2孙献平 1赵修超 1朱茂华 1,2[ ... ]周欣 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室, 湖北 武汉 430071
2 中国科学院大学, 北京 100049
生物体产生的生物磁场信号携带有重要的生物电生理和病理信息,通常用超导量子干涉器件探测这些生物磁。随着原子磁力计发展到飞特斯拉水平,作为一种超灵敏磁场探测器,超灵敏原子磁力计在生物磁的测量和研究中扮演一个非常重要的角色。简要介绍了生物磁场信号来源及其特性,超灵敏原子磁力计的物理机制和分类,以及超灵敏原子磁力计在心磁、脑磁和神经科学等生物磁场测量领域的应用,展望了超灵敏原子磁力计在生物医学领域的应用与发展。
生物光学 原子磁力计 生物磁性 心磁 脑磁 神经冲动 
中国激光
2018, 45(2): 0207012

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