零場磁力儀

零場磁力儀

原子磁力儀（Atomic Magnetometer）的核心技術是利用氣體原子的量子特性，通過測量原子磁矩與外部磁場相互作用的方式來檢測磁場。

原子磁力儀通過激發(fā)儲存在原子電子外層的自旋-角動量與原子核總自旋相互作用的原子，使其處于自旋-角動量相干態(tài)，然后通過檢測這些原子自旋-角動量相干態(tài)的演化來測量外部磁場。

磁力儀指標：

噪聲功率譜：

產(chǎn)品尺寸：

• 探索大腦奧秘：腦磁圖（MEG）技術的革新--OPM：MEG技術的新選擇

腦磁圖（Magnetoencephalography, MEG）是一種非侵入性神經(jīng)成像技術，通過測量大腦活動時產(chǎn)生的微弱磁場信號，為研究人腦的結(jié)構(gòu)和功能提供了重要信息。MEG利用一組高靈敏度的磁場傳感器檢測這些微小的變化，并通過數(shù)學建模重建出三維圖像，描繪大腦電流的瞬時變化。在過去十年里，MEG已成為神經(jīng)科學研究的重要工具，被廣泛用于研究感覺處理、認知功能和神經(jīng)疾病等方面。最初，研究人員使用SQUID（超導量子干涉裝置）傳感器檢測這些微弱的磁場。SQUID傳感器以其極高的靈敏度成為MEG技術的核心。然而，SQUID的使用存在一定局限性，例如需要在低溫環(huán)境中操作，這不僅增加了操作的復雜性和成本，還限制了其應用的靈活性和廣泛性。

隨著科學技術的發(fā)展以及對腦疾病診斷需求的增加，光泵磁強計（Optically Pumped Magnetometers, OPM）逐漸成為一種新的選擇。OPM在對癲癇、發(fā)育性腦疾病（如自閉癥、發(fā)育障礙）、退行性腦疾?。ㄈ绨柎暮Ｄ?、帕金森癥）以及其他精神類疾病（如抑郁癥、精神分裂癥）的診斷上具有優(yōu)勢，未來必將在這些領域發(fā)揮重要作用。OPM利用激光激發(fā)氣態(tài)堿金屬原子，通過測量光與原子相互作用后產(chǎn)生的磁場變化來檢測大腦活動產(chǎn)生的磁場。與SQUID不同，OPM能在室溫下運行，消除了對液態(tài)氦的需求。OPM系統(tǒng)的模塊化設計為研究帶來了革新，傳統(tǒng)的SQUID系統(tǒng)由于設計和冷卻需求通常較為笨重且配置固定，而OPM的小型化和模塊化設計允許使用者根據(jù)研究需求對傳感器進行靈活配置。這種靈活的設計不僅使MEG系統(tǒng)可以更好地適應不同形狀和大小的頭部，還能夠優(yōu)化特定腦區(qū)的信號采集。OPM的發(fā)展推動MEG向更靈活的使用環(huán)境進化，例如可穿戴設備，使得在自然條件下對大腦進行功能監(jiān)測成為可能。腦磁圖技術的發(fā)展，尤其是OPM的引入，為神經(jīng)科學研究和臨床診斷帶來了全新視角和無限可能，為人類探索大腦奧秘提供更多支持。

• 精準：胎兒心磁圖（FMCG）技術的前沿探索--OPM:為FMCG帶來靈活性和精準度

監(jiān)測孕期胎兒心臟信號在臨床上非常重要，例如用于檢測胎兒心律失常。胎兒心臟信號已經(jīng)通過電方式記錄了大約40年。胎兒心電圖（fECG）具有獲取超越超聲心動圖的額外信息的良好潛力。它可以通過侵入性的胎兒頭皮電極記錄，或通過放置在孕婦腹部的電極實現(xiàn)信號非侵入性的記錄。非侵入性監(jiān)測的信號通常質(zhì)量較差，因為從胎兒心臟到孕婦腹部的電位通過一種名為脂質(zhì)韌皮的絕緣蠟質(zhì)層被衰減，脂質(zhì)韌皮出現(xiàn)在大約27至36周的孕齡，該物質(zhì)保護胎兒皮膚免受子宮水環(huán)境的侵害。與電位測量不同不同，磁場不會被這層薄絕緣層嚴重扭曲，因此，生物磁學方法相比電學方法具有明顯優(yōu)勢，但是胎兒磁心圖（fMCG）系統(tǒng)更加復雜且成本更高。目前，如胎兒磁心圖和成人的磁心圖等生物磁信號是通過超導量子干涉裝置（SQUID）記錄的?；赟QUID的MCG儀器在非侵入性檢測fMCG信號方面具有非常大的潛力。

隨著光泵磁強計（OPM）技術的引入，成為胎兒心磁測量的一種新的有力的工具。作為一種非侵入性測量方法，OPM能夠高效、精準地捕捉胎兒心臟的微弱磁信號，為胎兒心臟健康提供了全面評估。OPM在室溫下運行，不需要復雜的低溫設備，同時實現(xiàn)與傳統(tǒng)超導量子干涉裝置（SQUID）相媲美的靈敏度，這意味著更高的信噪比和更精準的胎兒心臟信號檢測。OPM通過母體腹部的非侵入性記錄方式，避免了有創(chuàng)監(jiān)測的風險，確保母嬰的安全與舒適，同時基于OPM系統(tǒng)的小型化和模塊化設計，使其能夠靈活適應不同孕婦腹部的形狀和大小，提供最佳的信號采集位置，便攜式設計使其在各種臨床環(huán)境中都能輕松使用。OPM具有特異性、高靈敏、高空間分辨率、探頭靈活、非接觸等特點，使其能準確捕捉胎兒心臟的每一次跳動，提供詳盡的心率、心律和傳導信息，對早期檢測和診斷胎兒心律失常等問題具有重要意義。在未來的醫(yī)學應用中，醫(yī)護人員借助OPM技術能實時監(jiān)測胎兒心臟活動，快速做出反應和決策，確保母嬰健康。光泵磁強計（OPM）技術的不斷進步，為胎兒心臟監(jiān)測帶來前所未有的革新，隨著OPM的廣泛應用，更多的母嬰將受益于這一先進技術，為胎兒心臟健康保駕護航。

• 磁性顯微成像技術的未來——高靈敏度與高空間分辨率的完美結(jié)合

神經(jīng)科學、生物醫(yī)學和材料科學等許多領域都需要高靈敏度、高空間分辨率的磁測量技術。為了滿足各種應用的要求，神經(jīng)科學、生物醫(yī)學和材料科學等許多領域都需要高靈敏度、高空間分辨率的磁測量。精準的磁測量技術已成為研究和應用的關鍵，傳統(tǒng)磁傳感器在靈敏度和空間分辨率之間難以平衡，限制了其在微觀層面的應用。然而，最近開發(fā)的一種革命性方法將自旋交換無弛豫(SERF)光泵磁強計(OPM)與高磁導率鐵氧體磁導(FGs)相結(jié)合，成功實現(xiàn)了高靈敏度、高空間分辨率的磁性顯微成像。這項新方法在神經(jīng)科學研究中具有廣泛的應用前景。通過檢測少量神經(jīng)元的活動，研究人員可以更深入地了解人類大腦的功能。例如，F(xiàn)G-OPM可以放置在與神經(jīng)樣本僅幾微米的距離處，以捕捉精細的神經(jīng)沖動信號。這種高分辨率的顯微磁成像技術對于神經(jīng)外科的計劃、診斷方法的開發(fā)以及認知和知覺反應的研究至關重要。FG-OPM方法在醫(yī)學和生物物理學領域也展示了巨大的潛力。特別是在癌癥的早期診斷和治療中，標記的納米顆粒磁成像技術將極大地提高癌細胞檢測的準確性。這一技術進步有望帶來革命性的醫(yī)療診斷工具，改善患者的治療效果。除此之外，該技術還可以用于集成電路的無損檢測和認證，以發(fā)現(xiàn)假冒部件。利用FG-OPM進行微米級磁性顆粒的微觀磁成像，將幫助電子工業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。FG-OPM技術在解決傳統(tǒng)技術局限性方面表現(xiàn)卓越。通過引入平移級產(chǎn)生的調(diào)制，直流場信號被轉(zhuǎn)換為0.6赫茲的單色信號，大幅提升了對小磁場源的靈敏度。同時，自動化的2D表面掃描系統(tǒng)消除了手動掃描的繁瑣過程。此外，通過數(shù)值模擬和實驗驗證，成功優(yōu)化了FG尖端構(gòu)型和測量距離，確保了磁化方向的精確檢測。

FG-OPM不僅展示了高靈敏度和高分辨率的優(yōu)勢，還證明了其在多通道并行成像中的潛力。盡管目前的工作主要集中在OPM的超靈敏磁性顯微鏡開發(fā)上，這種技術也可以與其他磁性傳感器結(jié)合使用，吸引了廣泛的科學界關注。通過將1厘米大小的OPM與高滲透通量導向器結(jié)合，F(xiàn)G-OPM技術展示了比小型化OPM更為有效的解決方案，克服了傳統(tǒng)方法的各種挑戰(zhàn)。這一創(chuàng)新技術不僅適合快速商業(yè)化，也為未來的磁性顯微成像和傳感器技術的發(fā)展指明了方向。FG-OPM技術代表了磁性顯微成像領域的重大突破，它不僅提高了對微觀磁場的檢測能力，還為神經(jīng)科學研究、醫(yī)學診斷和工業(yè)檢測提供了強有力的工具。這一技術將引領未來磁測量技術的發(fā)展，推動各領域的科學研究和應用進步。