李 辉 ，胡 辉，张志通

(1.安徽师范大学物理与电子信息学院，安徽 芜湖241000;2.北华航天工业学院电子系，河北 廊坊065000)

随着我国经济的高速发展，对铁矿石等资源的需求急速增长，因此大规模的国土资源普查势在必行，这就对各种物探仪器的研制和改进提供了广阔的市场前景。磁测法是利用精确测量地球磁场来获得找矿信息，是一种常用的物探方法。质子旋进式磁力仪结构简单，价格便宜，但是功耗大，精度相对于找矿的要求也显得不足。超导磁力仪精度很高，但是需要液氮冷却，储存运输很不方便，尤其不适合航空磁测。光泵磁力仪是利用光泵作用和核磁共振技术制成的磁测仪器，具有精度高(至少0.1nT)、无零点漂移、可连续测量等优点，现在已经广泛应用在航空磁测、海洋磁测以及生物磁学等领域［1］。

目前光泵磁力仪对磁场的测量都是通过对拉莫尔频率的跟踪锁定来实现［2］。本文设计了完整的测磁系统，包括前端跟踪锁定环路，以及后端测频、存储与显示系统;分析了各个模块的工作原理，并给出了具体的设计方法与电路结构。

1 光泵测磁原理

氦光泵磁力仪是原子共振磁测仪器，共振物质是氦气。氦(He4)是一种惰性气体，外壳为两个电子。在正常情况下，氦原子没有核矩，两个电子自旋磁矩和轨道磁矩相互抵消，因此原子无磁性。为使氦原子产生磁矩，对氦进行高频激发，使得氦原子外层电子壳层中的电子被激发到另一个亚稳态(23S1)状态，使得氦原子存在磁矩。……