論文の概要: Zero-field optical magnetometer based on spin-alignment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.12233v1
• Date: Wed, 23 Aug 2023 16:15:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-24 13:40:39.548799
• Title: Zero-field optical magnetometer based on spin-alignment
• Title（参考訳）: スピンアリゲーションに基づくゼロフィールド光磁気センサ
• Authors: Adil Meraki, Lucy Elson, Nok Ho, Ali Akbar, Marcin Ko\'zbia{\l}, Jan Ko{\l}ody\'nski and Kasper Jensen
• Abstract要約: 本研究は、ゼロフィールドでの磁気計測にスピン整列原子アンサンブルを利用することに焦点を当てる。 検出された偏光回転信号に基づいて、磁気センサの感度と帯域幅を特徴付ける。 最後に, 人工心臓信号の検出に成功し, 医療応用のための磁気センサの実用性を実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2407976495888858
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Optically-pumped magnetometers are an important instrument for imaging biological magnetic signals without the need for cryogenic cooling. These magnetometers are presently available in the commercial market and utilize the principles of atomic alignment or orientation, enabling remarkable sensitivity and precision in the measurement of magnetic fields. This research focuses on utilizing a spin-aligned atomic ensemble for magnetometry at zero-field. A novel approach is introduced, which involves evaluating how the linear polarization of light rotates as it passes through the atomic vapor to null the magnetic field. Analytical expressions are derived for the resulting spin alignment and photodetection signals. Experimental results are provided, demonstrating good agreement with the theoretical predictions. The sensitivity and bandwidth of the magnetometer are characterized based on the detected polarization rotation signal. Lastly, the practical utility of the magnetometer for medical applications is demonstrated by successfully detecting a synthetic cardiac signal.
• Abstract（参考訳）: 光励起磁力計は、低温冷却を必要とせず、生体磁気信号を撮像する重要な装置である。 これらの磁力計は、現在商業市場で利用可能であり、原子アライメントまたは配向の原理を利用し、磁場の測定において顕著な感度と精度を実現している。 本研究は、ゼロフィールドでの磁気計測におけるスピン整合原子アンサンブルの利用に焦点を当てる。 原子蒸気を通過する光の線形偏光が磁場を無効にするためにどのように回転するかを評価する新しいアプローチが導入された。 スピンアライメントおよび光検出信号に対して解析式が導出される。 理論的予測と良好な一致を示す実験結果が提供される。 検出された偏光回転信号に基づいて、磁力計の感度と帯域幅を特徴付ける。 最後に, 人工心臓信号の検出に成功し, 医療応用のための磁気センサの実用性を実証した。

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