新技術・ノイズ拡散抑制法を用いた"SQUID代替"磁気光学・磁界センサの開発

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20656068
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 阿部 正紀 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 教授 (70016624)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 宏一郎 岩手大学, 工学部, 准教授 (60277233) ; 半田 宏 東京工業大学, 統合研究院, 教授 (80107432) ; 上田 智章 東京工業大学, 統合研究院, 特任教授 (50456258) ; 中川 貴 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (70273589)
• Keywords: 磁界センサ / SQUID代替 / ガーネット膜 / ファラデー回転 / ノイズ帯域拡散

Research Abstract

本研究の目的は、雑音を広い帯域に周波数拡散することによって低減させる「ノイズ拡散抑制法」と「磁気光学ファラデー効果」を用いた超高感度磁界センサを開発し、SQUIDを代替できる超高感度な磁界計測および心磁計測に活用できることを検証することである。そこで、今年度は以下の内容を実施検討した。
厚さ20μmのBi置換ガーネットをと偏光子・検光子ペアーの間に置き、波長850nmのLEDを用いて磁界検出部および原理検証用のディジタル同期検波回路を試作した。この磁気センサと参照用のガウスメータを用いて、磁気計測実験を行った。その結果、本研究で提案するBi置換鉄ガーネット膜を用いた磁気センサとして、光源強度を変調して同期検波を行うことで理論的予測とうり十分な磁界感度があることが示された。しかし、目標感度には、到達していないため、今後、光源の選択(波長)やBi置換鉄ガーネット膜の改良、同期検波回路の改良を行う。さらにファラデー回転角を変調する偏光面変調法と高原強度をM系列符号で変調するノイズ拡散抑制法と組み合わせることによって50fT√<Hz>の磁界検出感度の達成を目指す。なお、これまでの実験でSQUIDを代替し得るセンサを開発できる見通しが得られたので、日本学術振興会の平成21年度先端計測技術・機器開発事業・要素技術プログラムに公募申請することにした。