ポンプ光変調による原子磁気センサを用いた複数点同時計測法:電気光学変調方式による2点同時計測に関する研究

摘要

生体磁気計測は、非侵襲に脳神経活動や心筋活動などに伴って発生する微弱な磁気信号の計測を可能とするものであり、さらに時間分解能が高いことから、臨床応用をはじめ、生体機能の解明などの基礎研究に役立つことが期待されている。近年，この生体磁気計測用の磁気センサとして、光ポンピングによるアルカリ金属原子のスピン偏極と磁気光学回転を用いた、原子磁気センサが注目を集めている。原子磁気センサは1950年代にDehmeltにより、アルカリ金属のスピンの歳差運動を利用した磁場の計測法が提唱され、同年Bell·Bloomらにより実験的検証が行われたことに始まる。2003年、スピン交換衝突による感度低下を無視できる(Spin Exchange Relaxation Free:SERF)条件下において、理論上0.01fT/Hzオーダーの感度が示されて以降、研究が活発に行われるようになった。さらに、このセンサは、液体Heなどの冷媒の必要がないことから、低コスト化が可能であり、測定体積が小さくても、十分な感度を示すため、高い空間分解能を持った計測が可能であり、現在生体磁気計測に用いられている超伝導量子干渉素子(SQUID)に代わる新たなセンサとして期待されている。