探测灵敏度较经典技术提高10万倍!商用量子传感器——量子自旋磁力仪SpinMag-I

发布时间 | 2023-11-16 11:06 分类 | 企业动态 点击量 | 245
导读:2023世界制造业大会期间,国仪量子推出了自主研制的“量子自旋磁力仪(SpinMag-I)”,这是一款能耗低、易于携带,磁场灵敏度极高的商用量子传感器,可用于心磁、脑磁、地磁等弱磁场的精密测量,...

2023世界制造业大会期间,国仪量子推出了自主研制的“量子自旋磁力仪(SpinMag-I)”,这是一款能耗低、易于携带,磁场灵敏度极高的商用量子传感器,可用于心磁、脑磁、地磁等弱磁场的精密测量,探测灵敏度较经典技术(霍尔效应传感器)提高10万倍,有望在生物医学、工业检测、地球物理等领域孕育新的变革。


2023世界制造业大会开幕式

量子自旋磁力仪(SpinMag-I)


量子自旋磁力仪(SpinMag-Ⅰ)

量子自旋磁力仪(SpinMag-I)利用碱金属原子(Rb-87)外层电子自旋性质,以泵浦激光作为操控手段,使碱金属原子产生自旋极化。在外界弱磁场的作用下,碱金属原子发生拉莫尔进动,改变对检测激光的吸收,从而实现高灵敏度的磁场测量。量子自旋磁力仪具有灵敏度高、体积小、能耗低、易于携带的特点,未来将引领人类在科学研究、生物医学等磁传感领域进入量子时代。

面向极弱磁测量,助力心磁、脑磁成像研究

SpinMag-I的探测灵敏度小于15fT/√Hz。高灵敏度优势带来了独特的应用,目前最为突出的应用是生物磁成像(脑磁和心磁)。


脑磁研究设备(图片来源于网络)

脑磁是由于脑细胞群体自发或诱发的活动,产生复杂的生物电流引起的,该信号可通过SpinMag-I捕获,按一定的数学模型重建形成数学图像,从而获得者脑磁图像。脑磁成像可以用于癫痫、帕金森、老年痴呆等功能性疾病的筛查,相较于当前基于超导量子干涉仪技术(SQUID)的脑磁图仪,具有更低的成本。同时,量子自旋磁力仪也为类脑计算、脑机接口等脑科学前沿研究提供了更多的技术手段。

SpinMag-I也可用于心磁测量,对心肌缺血等心血管疾病进行功能性诊断及研究,基于该方法的心磁检测具有无创、无辐射的优点,相较于当前的超声、CT、核磁方法更具安全性。

产品特点

1.小型化

SpinMag-I的探头尺寸约为30×16×12 mm3,并持续向小型化方向发展。这是由于小型化的探头可以更容易地集成到移动设备、便携式仪器或医疗设备中;同时,小型化通常伴随着功耗的降低,这有助于提高设备能效,满足SpinMag-I长时间运行的需求。

2.多方向测量

SpinMag-I支持单轴(Y轴或Z轴)及双轴测量(Y&Z轴)两种模式。在不增加探头数量的情况下,测量Y&Z方向的分量可以最大限度地获取磁场信息。


SpinMag-Ⅰ探头

3.多通道、易集成

SpinMag-I具有多通道、易集成的优势。SpinMag-I具有单通道/主机和多通道/主机形式,目前最多支持拓展至256通道。通过在多个通道上分布传感单元,能够实现空间中局部区域磁场测量。例如,在脑磁探测时,通过将阵列式传感器排布覆盖患者整个头部,可实现自然运动状态下“穿戴式”测量。相比于单通道,多通道可以同时采集头部多个位置的磁信号,有助于疾病溯源和病情分析。

4.智能化控制软件

SpinMag-I控制软件可同时连接多个探头传感器,实现多探头同时测量,主要功能包括:一键启动(Auto start)、时域信号测量、频域信号测量等。


SpinMag-I控制软件界面


来源:国仪量子

作者:粉体圈

总阅读量:245