氦光泵磁测是以氦原子能级在磁场中的塞曼效应为基础，利用光泵作用实现氦原子的光学取向，通过光学检测磁共振的方法实现对被测磁场的测量。在应用于磁场测量的各种磁测设备中，氦光泵磁力仪因其良好的性能受到广泛关注，并已成功应用于地球物理研究、油气和矿产勘查、军事国防及地质调查等各个领域。目前，我国氦光泵磁力仪的升级改造较为缓慢，仪器体积大、重量大，性能较国外先进的数字化仪器还有不小的差距。因此，本文以数字化氦光泵磁力仪的研制为主要研究内容，从氦原子的特性、氦原子在外磁场中的塞曼效应、氦的光泵作用及磁共振作用几个方面深入研究了氦光泵磁测的理论基础，为氦光泵磁力仪的研制打好理论基础；对氦光泵磁力仪中的光学系统进行研究及构建，通过对光学系统中各部件的分析和设计，完成了对氦光泵磁力仪光学系统的实际搭建；针对传统氦光泵磁力仪失锁后重新定位磁共振点耗时较长，难以实现快速连续测量的问题，提出了一种基于同时应用基波信号和二次谐波信号进行磁共振检测的方案，设计并制作了氦光泵磁力仪的数字化检测系统，其关键技术主要包括数字调频技术、锁相放大技术、高精度ADC采样技术、数字PID控制技术以及电磁屏蔽技术与接地技术；分别从系统的关键模块和仪器整机两个方面完成了对所研制的数字化氦光泵磁测实验样机的测试及分析，给出了仪器的最终灵敏度和整机响应速度，测试结果表明所研制的数字化氦光泵磁测样机性能优良，能够满足高精度测磁的需要。磁场测量领域的不断发展为氦光泵磁力仪性能的提升提出了更高的要求，本文研制的数字化氦光泵磁力仪就是以此为任务，并在国家863计划《航空地球物理勘查系统》重大项目的资助下完成，它的实现必将为我国磁场测量技术的发展提供帮助。