劉凌 18510525249
QuSpin 零場磁力計(jì)（QZFM）基于單束激光的零場共振。 我們的 QZFM 的基本配
置如圖 1 所示。來自調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器（1）的光穿過包含銣原子的玻璃
蒸汽電池（2），并被光電探測器（3）捕獲。 當(dāng)背景磁場等于零時(shí)，銣原子變
得基本上透明。 垂直于光路方向的磁場使原子吸收更多的光。 光電檢測器檢測到
透明度的這種變化，并產(chǎn)生與透過蒸氣室的光成比例的電流。 以這種方式，
磁信號(hào)被轉(zhuǎn)換成形成零磁場磁力計(jì)的電信號(hào)。
要介紹零場（ZF）共振的概念[Dupont Roc，1969]，請(qǐng)想象磁力計(jì)處于零磁
場環(huán)境中。 如果在垂直于光束的方向上施加磁場，并且施加的場的振幅從正值
掃到負(fù)值，則，原子的透明度會(huì)發(fā)生變化，從而當(dāng)原子經(jīng)歷磁性時(shí)會(huì)觀察到的
透明度 非常接近零的字段。 如果將光檢測器的輸出看成是所施加場的函數(shù)， 則將
看到輸出具有洛倫茲線形。 洛倫茲輸出被稱為 ZF 共振（見圖 2），是磁力計(jì)的響
應(yīng)。
磁力計(jì)的敏感軸由調(diào)制場的方向（投影在垂直于光束的平面上）定義。 為了使
磁力計(jì)同時(shí)對(duì)兩個(gè)正交軸（垂直于光束）敏感，我們使用單獨(dú)的正交線圈應(yīng)用兩
個(gè)單獨(dú)的調(diào)制場。
ZF-OPM 非常敏感，并且由于它們需要零場環(huán)境才能運(yùn)行，因此需要磁屏蔽環(huán)境
來運(yùn)行這些傳感器。磁屏蔽室（MSR）并不，通常在內(nèi)部存在一些殘余磁場
（數(shù)十 nT）。這些殘留磁場通常要求用戶為 MSR 配備大型線圈，這些線圈可以
全局偏移背景磁場并將其歸零。這并不總是可行的。取而代之的是，我們?cè)趥鞲?br /> 器頭中集成了一組三軸正交電磁線圈，該線圈可以將每個(gè) OPM 蒸氣室周圍的磁
場局部歸零。磁場歸零線圈可以補(bǔ)償多達(dá) 50 nT 的剩余磁場，并且該過程是全自
動(dòng)的，僅需幾秒鐘。當(dāng)多個(gè)傳感器緊密靠近工作時(shí)，所有傳感器同時(shí)進(jìn)行磁場歸
零過程，這會(huì)導(dǎo)致所有傳感器的合并磁場崩潰，從而使每個(gè)傳感器地經(jīng)歷
零磁場。每當(dāng) OPM 經(jīng)歷的背景場發(fā)生顯著變化或傳感器布置發(fā)生變化時(shí)，都應(yīng)
重復(fù)進(jìn)行場歸零過程。