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美研究機構開發超高靈敏度電磁傳感器

時間：2007-11-07

來源：中國傳動網

導語：可實現了低耗電，靠1節5號干電池即可工作；傳感器的尺寸非常小，與米粒相當；有望通過使用MEMS技術進一步降低制造成本

美國研究機構國家標準技術研究所（NIST）宣布試制出了尺寸為70femto Tesla（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，還實現了低耗電，靠1節5號干電池即可工作；傳感器的尺寸非常小，與米粒相當；有望通過使用MEMS技術進一步降低制造成本。這樣一來，便有望應用于從頭蓋骨外側檢測腦部活動狀態的腦磁圖（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mW的紅外線激光器元件、尺寸僅3mm×2mm×1mm的小型容器構成。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出10fT級的產品”（NICT）。 　　磁性檢測原理為“SERF（Spin-exchange Relaxation Free）”。利用了銣等氣體的旋轉構成的磁場獲得離散能級、通過激光等發生狀態變化這一原理。一般來說，構成氣體的原子或分子呈不規則運動、不斷碰撞，不過“弱磁場中溫度為150℃時，在10ms的較長時間內，原子之間不會相互碰撞，而是呈現某種整體運動趨勢”。
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