基于激光泵浦型原子传感器的核磁共振研究进展

磁场量子传感器(超导量子干涉仪、激光泵浦型原子传感器、金刚石氮-空位色心等)利用量子效应对磁场进行精密测量。激光泵浦型原子传感器具有灵敏度高、体积小、功耗低和易维护的优点,已成为当前快速发展的一个研究领域。激光泵浦型原子传感器已被应用于核磁共振领域,用来获取物质更精确的核磁共振波谱以及实现特殊条件下对样品的测量。特别地,在延伸至零场-超低场(磁感应强度B<1μT)的核磁共振研究中,激光泵浦型原子传感器展现出了许多重要应用特性,拓展了人们对生物、化学物质更精细结构的探测和解析能力,进而使得核磁共振测量与研究覆盖了高场(B>1T)、低场(μT<B<1T)和零场-超低场(B<1μT)整个工作磁场范围。本文简要介绍了基于激光泵浦型原子传感器的零场-超低场核磁共振的基本原理和相关技术,包括核磁样品的极化增强(强磁场热极化、激光泵浦极化、动态核极化、仲氢诱导极化等)以及传输、编码和探测等,综述了近几年来基于激光泵浦型原子传感器的核磁共振研究进展,并展望了该技术的发展趋势和应用前景。