用于移动式光泵原子自旋共磁计 MEG 探测的核自旋自补偿系统
应用物理
2022-04-25 v1 量子物理
摘要
记录人头部可自由移动时的移动式脑磁图（MEG），即我们在记录脑磁场时人头部可自由活动，是近年来的研究热点。传统上，原子磁强计被用于移动式 MEG 记录，并采用大型补偿线圈系统对背景磁场进行补偿。本文描述一种新潜在方案：用于移动式 MEG 记录的光泵原子共磁计（OPACM）。在 OPACM 中，超极化核自旋可产生一磁场，其将屏蔽背景起伏的低频磁场噪声，而快速变化的 MEG 信号可被记录。核自旋犹如自动磁场屏蔽，动态补偿起伏的背景磁场噪声。本文从理论上研究该磁场补偿，发现补偿与电子自旋磁场、核自旋磁场及维持磁场等若干参数密切相关。基于该模型，磁场补偿可得以优化。我们还通过实验研究磁场补偿，并测量了 OPACM 对不同频率磁场的响应。我们表明 OPACM 对 1Hz 以下低频磁场有明显抑制，并对 MEG 频带附近的磁场频率有响应。已实现 的磁场灵敏度。最后，我们对 OPACM 用于移动式 MEG 记录进行仿真。作为对比，传统移动式 MEG 记录补偿系统基于约 2m 尺寸的线圈，而我们的补偿系统尺寸仅 2mm。此外，我们的补偿系统可原位工作且互不干扰。
引用
@article{arxiv.2204.10481,
title = {Nuclear spin self compensation system for moving MEG sensing with optical pumped atomic spin co-magnetometer},
author = {Yao Chen and Yintao Ma and Mingzhi Yu and Yanbin Wang and Ning Zhang and Libo Zhao and Zhuangde Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.10481},
year = {2022}
}