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美研究机构开发超高灵敏度电磁传感器
2007-11-06 09:11:00  [点击次数:2626]

 美国研究机构国家标准技术研究所(NIST)宣布试制出了尺寸为70femto Tesla(fT:10-15T)、可检测出极微弱的磁通密度的电磁传感器,。
  NIST介绍说此次的电磁传感器的特点是:在具有与超导电磁传感器SQUID(Super Conducting Quantum Interferece Device)相匹敌的高灵敏度的同时,还实现了低耗电,靠1节5号干电池即可工作;传感器的尺寸非常小,与米粒相当;有望通过使用MEMS技术进一步降低制造成本。这样一来,便有望应用于从头盖骨外侧检测脑部活动状态的脑磁图(MEG)以及检测心脏活动的心磁图(MCG)等。 

  试制的电磁传感器由输出功率仅数mW的红外线激光器元件、尺寸仅3mm×2mm×1mm的小型容器构成。容器中封装了含有1万亿个铷(Rb)气体。通过测定激光通过气体时的吸光度,来判断磁通密度的强度。70fT的强度大小约为地磁的一亿分之一。3~40fT的SQUID的磁灵敏度尚不清楚,不过单位体积的性能要高于SQUID。“通过今后的改进还能开发出10fT级的产品”(NICT)。 

  磁性检测原理为“SERF(Spin-exchange Relaxation Free)”。利用了铷等气体的旋转构成的磁场获得离散能级、通过激光等发生状态变化这一原理。一般来说,构成气体的原子或分子呈不规则运动、不断碰撞,不过“弱磁场中温度为150℃时,在10ms的较长时间内,原子之间不会相互碰撞,而是呈现某种整体运动趋势”   

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