彼尔姆理工大学的一个研究小组展示了一种用于航空导航和地质勘探的紧凑型光学磁力仪的新型设计。这项技术可以提高设备的精度并简化其设计，这在俄罗斯依赖进口此类设备且需要自主研发高科技解决方案的情况下尤为重要。
磁力仪是一种测量磁场的仪器。它们广泛用于寻找矿物、探测金属、校正飞机航向以及医疗诊断，例如监测心脏和大脑的状况。在地质勘探和航空领域，光学磁力仪尤为重要，它能够探测地球磁场异常，从而可以识别矿床或调整飞机导航。
技术特点
传统的光学磁力仪使用一根卷成线圈的长光纤（最长可达1公里）。彼尔姆理工大学团队建议用一根封装在环形光学谐振器中的短光纤（10米）来代替它。该方案允许光线多次穿过环状结构，从而在显著减小设备尺寸的情况下提供必要的灵敏度。该解决方案显著简化了设计并减轻了设备重量，这对于移动和航空应用至关重要。
为了提高磁力仪的灵敏度，利用了光偏振效应：该装置需要“旋涡”（圆形）光，而这种光传统上是由单独的晶体板形成的。在新的设计中，科学家们通过结合两种光纤，摒弃了这一额外的细节。在它们的连接处，线偏振会自动转换为圆偏振，这使得传感器的制造更加简单且成本更低。
实验结果与展望
在实验中，SPUN光纤成功探测到0.01 T的磁场，这比家用磁铁的磁场强度弱约200倍。这种灵敏度使得该装置在金属质量控制、地下金属物体探测以及航空导航等需要检测磁化部件或隐藏障碍物的领域中备受青睐。
该项研发由俄罗斯联邦科学与高等教育部（项目编号：FSNM-2023-0006）资助，成果发表于《俄罗斯科学院院刊：物理学》（第88卷，2024年）。
研究人员指出，进一步改进该技术将提高磁强计的灵敏度，为其在医学诊断领域的应用开辟新的可能性。未来，国产紧凑型磁强计凭借其高精度和小尺寸的优势，有望成为与国外同类产品竞争的有力替代产品。