美研究機構開發超高靈敏度電磁傳感器
美國研究機構國家標準技術研究所(NIST)宣布試制出了尺寸為70femto Tesla(fT:10-15T)、可檢測出極微弱的磁通密度的電磁傳感器。
NIST介紹說此次的電磁傳感器的特點是:在具有與超導電磁傳感器SQUID(Super Conducting Quantum Interferece Device)相匹敵的高靈敏度的同時,還實現了低耗電,靠1節5號干電池即可工作;傳感器的尺寸非常小,與米粒相當;有望通過使用MEMS技術進一步降低制造成本。這樣一來,便有望應用于從頭蓋骨外側檢測腦部活動狀態的腦磁圖(MEG)以及檢測心臟活動的心磁圖(MCG)等。
試制的電磁傳感器由輸出功率僅數mW的紅外線激光器元件、尺寸僅3mm×2mm×1mm的小型容器構成。容器中封裝了含有1萬億個銣(Rb)氣體。通過測定激光通過氣體時的吸光度,來判斷磁通密度的強度。70fT的強度大小約為地磁的一億分之一。3~40fT的SQUID的磁靈敏度尚不清楚,不過單位體積的性能要高于SQUID。“通過今后的改進還能開發出10fT級的產品”(NICT)。
磁性檢測原理為“SERF(Spin-exchange Relaxation Free)”。利用了銣等氣體的旋轉構成的磁場獲得離散能級、通過激光等發生狀態變化這一原理。一般來說,構成氣體的原子或分子呈不規則運動、不斷碰撞,不過“弱磁場中溫度為150℃時,在10ms的較長時間內,原子之間不會相互碰撞,而是呈現某種整體運動趨勢”
NIST介紹說此次的電磁傳感器的特點是:在具有與超導電磁傳感器SQUID(Super Conducting Quantum Interferece Device)相匹敵的高靈敏度的同時,還實現了低耗電,靠1節5號干電池即可工作;傳感器的尺寸非常小,與米粒相當;有望通過使用MEMS技術進一步降低制造成本。這樣一來,便有望應用于從頭蓋骨外側檢測腦部活動狀態的腦磁圖(MEG)以及檢測心臟活動的心磁圖(MCG)等。
試制的電磁傳感器由輸出功率僅數mW的紅外線激光器元件、尺寸僅3mm×2mm×1mm的小型容器構成。容器中封裝了含有1萬億個銣(Rb)氣體。通過測定激光通過氣體時的吸光度,來判斷磁通密度的強度。70fT的強度大小約為地磁的一億分之一。3~40fT的SQUID的磁靈敏度尚不清楚,不過單位體積的性能要高于SQUID。“通過今后的改進還能開發出10fT級的產品”(NICT)。
磁性檢測原理為“SERF(Spin-exchange Relaxation Free)”。利用了銣等氣體的旋轉構成的磁場獲得離散能級、通過激光等發生狀態變化這一原理。一般來說,構成氣體的原子或分子呈不規則運動、不斷碰撞,不過“弱磁場中溫度為150℃時,在10ms的較長時間內,原子之間不會相互碰撞,而是呈現某種整體運動趨勢”
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