紧型高带宽单束光学式磁力计用于生物磁性测量
Tianbo Wu1, Wei Xiao1,2, Xiang Peng1
1State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Electronics, and Center for Quantum Information Technology, Peking University, Beijing 100871, China.
Biomedical optics express
|January 16, 2025
概括
我们开发了一种高带宽的光学磁计 (OPM),用于测量快速的生物磁信号. 这种新型的自旋交换放松无 (SERF) 磁力计达到1kHz的带宽,使鼠标磁心图能够实现.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 量子传感器是一种量子传感器.
背景情况:
- 光学磁计 (OPM) 为生物磁性测量提供了一个低成本的,便携式替代SQUID系统.
- 微型自旋交换放松无 (SERF) OPM 传统上具有有限的带宽 (<几百 Hz),阻碍了像老鼠磁心图 (MCG) 这样的高频信号检测.
研究的目的:
- 引入一个原型小型化单光束SERF OPM与增强带宽用于生物磁性信号测量.
- 克服现有的SERF OPM捕获高频生物信号的带宽限制.
主要方法:
- 利用功率扩大效应减少旋转放松时间,使磁场响应更快.
- 实现光功率稳定,以提高磁力计的灵敏度和稳定性.
- 开发了一个单束SERF OPM,带宽约为1kHz.
主要成果:
- 实现了~1kHz的磁力计带宽,显著超过典型的SERF OPM能力.
- 证明了30 fT/√Hz的低噪音底部.
- 通过使用开发的OPM.成功测量了小鼠磁心图 (MCG) 信号.
结论:
- 开发的高带宽SERF OPM适用于测量像老鼠MCG这样的高频生物磁信号.
- 功率扩展是一种有效的技术,可以提高OPM带宽,而不会影响高频范围的性能.
- 这一进步为便携且具有成本效益的生物磁性研究开辟了新的可能性.
