磁场在自然界中无处不在,从原子粒子到宇宙空间都伴随着它的身影。它是物质的重要属性之一,时刻影响着我们的生活。为此,磁场的探测会使我们对物质乃至自然界产生更深的认识,改变我们的生活。测磁仪器作为磁场探测的重要工具,一直以来备受各国相关科研团队的关注。目前,国外研制的各类高精度测磁仪器已经应用于各个领域。其中,光泵磁力仪凭借测频响应快、灵敏度高等优点在弱磁测量领域崭露头角。生物医学领域一直是测磁仪器重点输出的应用领域。通过对人体磁场的探测,能在一定程度上诊断出人体的某些疾病并反应出疾病的变化。近几年,国外把光泵磁力仪应用在生物测磁上的研究日益增多。而我国对于光泵磁力仪的研究起步较晚,虽然目前也有了一定成果,但在生物医学等弱磁测量领域与国外还存在差距。为此,现阶段对于加强光泵磁力仪的研究有着现实的意义和迫切的需求。本文从光泵磁力仪基本物理理论出发,以碱金属铯原子作为磁力仪工作元素,采用垂直腔面发射激光器代替传统气体放电光源,利用对光学信号特征的分析完成对磁力仪自激反馈的设计,最终成功搭建自激式铯原子激光光泵磁力仪并完成性能测试分析。论文中,主要针对激光器输出894.6nm激光的驱动条件,设计出双通道恒流源驱动,该驱动能同时稳定输出1.2m A与150m A的电流。同时,根据铯原子在磁力仪中的工作温度需求,设计出基于水加热的无磁加热系统,该系统在30 45℃的设定温度范围内,能使气室温度的稳态误差在0.02℃以内;针对气室规格,设计出符合水加热方式的无磁加热腔,通过对腔体的热性能数值分析以及实验验证,证实加热腔具有良好的保温性并能对气室均匀加热。其次,利用亥姆霍兹线圈建立磁力仪的待测磁场,通过理论计算和实验测量验证待测磁场的准确性与稳定性。最后,整合自激式铯原子激光光泵磁力仪,将其放置在待测磁场中调试并进行性能测试;通过对磁场测量值与理论值的分析,证实了所搭建的自激式铯原子激光光泵磁力仪在无磁屏蔽的情况下,能对44μT~ 89μT的磁场进行探测,其最高分辨率为1.143μT。