美國某機構(gòu)開發(fā)超高靈敏度電磁傳感器

   美國研究機構(gòu)國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（NIST）宣布試制出了尺寸為70femtoTesla（fT：10-15T）、可檢測出極微弱的磁通密度的電磁傳感器。

    NIST介紹說此次的電磁傳感器的特點是：在具有與超導(dǎo)電磁傳感器SQUID（Super Conducting Quantum Interferece Device）相匹敵的高靈敏度的同時，還實現(xiàn)了低耗電，靠1節(jié)5號干電池即可工作；傳感器的尺寸非常小，與米粒相當(dāng)；有望通過使用MEMS技術(shù)進一步降低制造成本。這樣一來，便有望應(yīng)用于從頭蓋骨外側(cè)檢測腦部活動狀態(tài)的腦磁圖（MEG）以及檢測心臟活動的心磁圖（MCG）等。

    試制的電磁傳感器由輸出功率僅數(shù)mW的紅外線激光器元件、尺寸僅3mm×2mm×1mm的小型容器構(gòu)成。容器中封裝了含有1萬億個銣（Rb）氣體。通過測定激光通過氣體時的吸光度，來判斷磁通密度的強度。70fT的強度大小約為地磁的一億分之一。3～40fT的SQUID的磁靈敏度尚不清楚，不過單位體積的性能要高于SQUID。“通過今后的改進還能開發(fā)出10fT級的產(chǎn)品”（NICT）。

    磁性檢測原理為“SERF（Spin-exchangeRelaxationFree）”。利用了銣等氣體的旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的磁場獲得離散能級、通過激光等發(fā)生狀態(tài)變化這一原理。一般來說，構(gòu)成氣體的原子或分子呈不規(guī)則運動、不斷碰撞，不過“弱磁場中溫度為150℃時，在10ms的較長時間內(nèi)，原子之間不會相互碰撞，而是呈現(xiàn)某種整體運動趨勢”。