[发明专利]磁场测量方法以及磁场测量装置

说明书

本发明提供磁场测量方法。在光泵浦式的磁测量中，能够在探测光为一个方向的同时，测量多个方向的磁场。在磁场测量装置(1)中，光源(18)针对气室(12)，向Z轴方向照射兼为泵浦光和探测光的直线偏振光，磁场产生器(8)针对气室(12)，分别向X、Y轴方向施加相同周期并且相位不同的交变磁场。运算控制部(30)使用交变磁场的X、Y轴方向成分Ax、Ay、以及相当于磁传感器(10)的测量值W_‑的自旋极化度M_x，计算测量区域的磁场C(C_x、C_y、C_z)。

技术领域

本发明涉及利用了光的磁场测量方法以及磁场测量装置。

背景技术

利用了光的磁测量装置能够测量来自心脏的磁场(心磁)、来自脑的磁场(脑磁)等由生物体产生的微少的磁场的一个成分，正被期待应用在医疗图像诊断装置等。在这样的磁测量装置中，向封入了碱金属等气体(气体)的气室照射泵浦光以及探测光。封入在气室内的原子通过泵浦光被激发而自旋极化，透过了该气室的探测光的偏振面由于磁光效应而根据磁场旋转。通过测定该气室的透过前后的探测光的偏振面的旋转角度，来测量磁场的一个成分(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开2013－108833号公报

对于以往的一般的光泵浦式的磁测量装置来说，磁场的检测轴为一个方向，在检测轴与磁场的方向不同的情况下，测量磁场的在检测轴的投影成分。但是，实际上在空间分布的磁场是三维的矢量，在想更精密地测量磁场的情况下，优选测量X、Y、Z正交三轴这样的三轴方向的磁场。检测轴成为与探测光的照射方向对应的方向，所以在单纯地通过增加探测光的照射方向来增加检测轴的情况下，需要使各个照射方向精密地正交。若照射方向相对于假定的方向倾斜，则随之检测轴产生倾斜，其结果为，作为三维矢量的磁场的测量值产生误差。另外，在使探测光从三轴方向射入气室的情况下，装置的构成变得复杂，存在难以实现这样的课题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，在光泵浦式的磁测量中，能够在探测光为一个方向的同时，测量多个方向的磁场，或者高精度地进行磁测量。

应用例1

用于解决上述课题的第一发明是一种磁场测量方法，是磁场测量装置用于测量上述测量区域的磁场的磁场测量方法，上述磁场测量装置的第一方向、第二方向以及第三方向相互正交且具备：光源，射出光；介质，上述光沿上述第三方向通过，根据测量区域的磁场而使其光学特性变化；光检测器，检测上述光学特性；第一磁场产生器，将上述第一方向的磁场施加给上述介质；以及第二磁场产生器，将上述第二方向的磁场施加给上述介质，该磁场测量方法包括：使上述第一磁场产生器产生第一交变磁场；使上述第二磁场产生器产生与上述第一交变磁场相同周期且与上述第一交变磁场的相位差为δ的第二交变磁场；以及使用上述光检测器的检测结果、上述第一交变磁场以及上述第二交变磁场，来计算上述测量区域的磁场。

根据本应用例的磁场测量方法，能够通过仅向第三方向(Z方向)这样的一个方向的光的照射，计算测量区域的磁场。具体而言，针对根据测量区域的磁场使光的光学特性变化的介质，施加与作为光的射出方向的第三方向(Z方向)正交的第一方向(X方向)的磁场亦即第一交变磁场、和与第三方向(Z方向)以及第一方向(X方向)正交的第二方向(Y方向)的磁场，即与第一交变磁场相同周期且与第一交变磁场的相位差为δ的第二交变磁场。然后，使用光的光学特性的检测结果、第一交变磁场以及第二交变磁场，计算测量区域的磁场。

应用例2

作为第二发明，是第一发明的磁场测量方法，也可以构成计算上述测量区域的磁场包括基于上述光检测器的检测结果来计算使上述第一交变磁场和上述第二交变磁场产生时的表示上述介质的磁化矢量的上述第一方向的成分的磁化值，或者与上述磁化值对应的值的磁场测量方法。