光泵磁力仪原理

光泵磁力仪目前有两种设计方式。一种为跟踪式光泵磁力仪，另一种为自激式光泵磁力仪。两种设计形式的原理相同，只是在线路的处理上不同。

光泵磁力仪原理如下：高频振荡器发射的高频高压电磁场，将灯激发起辉发光。灯发出的D谱线通过透镜变为平行光再通过偏振片和λ/4片，使光变为旋转光，加强了近20倍的光强，并滤掉了D谱线中的D0，D2，只用D1谱线。光线进入气室后对气室中的气体进行冲击，使气体中的外层电子由低能级向高能级跳跃。

能级跃迁示意图

由于电子在高能级的状态不稳定，电子具有返回稳态能级的取向，D1谱线很容易通过气室。电子返回亚稳态时，根据选择定律亚稳态的三个能级平均分布返回的电子，这样经过多次返复的过程，Z后电子都集中在亚稳态上的第三个（+1）能级上。当电子由激发态返回亚稳态时，放出能量（发光）并绕地磁场旋进，旋进频率f0与地磁场及能级有以下关系：△E=hν，△E为能级，h为比例常数，ν为每厘米内的波数，ν还可视为频率。即△E∞H0，f0∞H0(地磁场)。

铯光泵磁力仪h常数为3.4986周/r(nT) （光轴与地磁场夹角45度信号Z强，输出为拉莫频率）；氦光泵磁力仪h常数为28.2356周/r(nT) （光轴与地磁场夹角0度信号Z强，输出为拉莫频率）；钾光泵磁力仪h常数为7.0000周/r(nT)，（光轴与地磁场夹角30度信号Z强，输出已处理为地磁场值）。