第三代零场原子磁力计QZFM Gen-3来了
June 20, 2021 by Vishal Shah
第三代零场原子磁力计QZFM（Gen-3）现已准备发布！这是一个重要的里程碑，标志着我们开发成熟零场光泵磁力技术的三步走的最后一步已完成。原子磁力计Gen-1（2016）是一款技术演示器，用于验证基础技术。Gen-2（2019）是一款小型化版本，为以用户的最佳体验为中心的密集多通道成像系统做准备。Gen-3（2021年）最终将把所有的问题都解决，并将该技术转变为一个强大的平台，随时准备应对现实的临床应用。
原子磁力计Gen-3有数项有特色的功能升级， 但最重要的是设计一种坚固耐用的光泵磁力计，以便在未来的生物磁成像系统（如脑磁图和心磁图）中可靠使用。我们通过重新设计，确定并解决了Gen-1和Gen-2中观察到的几乎所有主要故障因素。即使在Gen-3磁力计发生故障的这种小概率事件下，我们也可以轻松快速且经济高效地修复它。我们还优化了制造流程，以实现每年高产量地生产数千个磁力计。QZFM Gen-3中的重要关键改进包括提高磁力计低频稳定性，使平坦响应降至1 Hz，并抑制来自相邻磁力计的干扰。
Gen-3集成了一个新的内置接头，在需要时可在几秒钟内完成更换磁力计头。这一看似微不足道的升级在简化未来的密集成像系统开发和维护上具有变革性意义。正因有新的内置接头，磁力计无需与原厂线缆相接，可以与未来系统更复杂的接线解决方案相匹配。此外如果出现与磁力计相关的问题，可以立即更换磁力计头，而无需拆卸布线系统。
零场原子磁力计Gen-3的另一个重要升级是其可以同时测量磁场的所有三个矢量分量，而不像Gen-1或Gen-2测量两个分量。三轴模式不仅仅是一个“酷的功能”，也是未来高性能成像系统的一个重要部分。(i）在不增加磁力计数量的情况下，测量场的所有三个分量可以最大限度地获取信息。(ii）磁力计可在内部消除交叉轴灵敏度，从而在所有三个方向上提供精确定义的测量轴。(iii）使用三轴磁力计，波束形成和其他空间滤波算法可以以几乎100%地效率消除外部噪声和干扰（链路）。
Gen-3有两种可用的型号。（i）双轴型和（ii）三轴型。双轴型的典型灵敏度在单轴模式下为7-12 fT/√Hz，在双轴模式下为10-15 fT/√Hz（规格；<15 fT/√Hz,3-100 Hz）。三轴型的典型灵敏度在单/双轴模式下为10-15 fT/√Hz，三轴模式下为15-20 fT/√Hz。(规格；三轴模式下3-100 Hz时，所有三个轴均小于23 fT/√Hz）。
Gen-3（双轴和三轴型）的尺寸与Gen-2磁力计相同。现在Gen-3磁力计将会提供与Gen-1和Gen-2相同款式的模块化桌面电子设备。Gen-3的桌面电子设备（V8）与Gen-1和Gen-2电子设备*向后兼容，所有三代磁力计都可以使用相同的软件和数据采集硬件在同一阵列中同时运行。
明年初，紧凑型多通道电子设备将可用于第三代原子磁力计QZFM Gen-3。多通道电子设备的大小将相当于一本大的教科书，可以为100-150个磁力计（300-450个通道）供电。多通道电子设备可以放在用户的背包内，具有便携性。几个月后我们将将发表一篇关于多通道电子产品的更详细的博客文章。
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QuSpin于2012年在美国国立卫生研究院(NIH)的研究资助下启动。我们由物理学家和工程师组成的多学科团队擅长将复杂的实验室技术转化为用户友好的设备。我们的运营在很大程度上是由联邦研究拨款以及我们的商业产品销售支持的。我们的目标是结合物理学和技术的新进展，开发出世界上性能高的原子器件。我们目前的重点是建造用于生物医学和地球物理应用的光学原子磁力仪。
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