多通池SERF原子磁力仪

灵敏度提升近一倍

采用紧凑对称反射光路的多通池设计，在保持小型化的同时显著提高SERF原子磁力仪的磁场灵敏度，为高灵敏便携式生物磁测量提供了可行途径。

Yibo, Qi · 李博 · Wang, Shuying · Nuozhou, Xu · Yujie, Qian · 陆吉玺

IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 2024

参数信息

磁场灵敏度（三通）

1.8 fT/Hz1/2

磁场灵敏度（单通）

3.4 fT/Hz1/2

灵敏度提升倍数

1.89

技术优势

灵敏度提到 1.8 fT/Hz1/2

三通配置比单通配置的灵敏度提高 1.89 倍，实验中直接从 3.4 fT/Hz1/2 降到 1.8 fT/Hz1/2。

光路紧凑对称

设计紧凑且对称的反射光路，减轻高原子数密度下的极化梯度，有利于小型化。

给出最佳通次方案

建立信噪比模型，考虑探测光最优失谐和低频 1/f 噪声，从理论上确定最佳光通过次数。

应用场景

• 可穿戴医疗：用于可穿戴设备中检测微弱生物磁场，如心磁、脑磁信号。
• 精密磁场测量：提供 fT 级灵敏度的便携式磁场测量方案，替代部分 SQUID 应用。
• 电子皮肤：作为电子皮肤中的磁敏感元件，实现非接触式磁场感知。
• 脑机接口交互：非侵入式测量脑磁信号，为脑机接口提供高信噪比输入。