近年来，弱磁测量技术发展非常迅速，广泛应用于军事反潜、生物医疗、空间探磁、矿产勘探、地质调查等诸多领域。随着新理论不断发展以及微纳加工和微系统集成等技术手段不断进步，小型化、低功耗、系统集成化已逐渐成为弱磁场测量技术的发展趋势。
　　本论文利用基于原子自旋进动理论测量磁场技术，结合光纤传感技术的高精度测量优势，设计了一种基于圆偏振光检测的光纤弱磁场传感结构，并对其进行了深入的研究，主要研究内容包括：
　　首先，介绍课题研究背景及意义，概述目前测量弱磁场的几种方法，并简要介绍原子磁力仪国内外研究状况及其发展趋势。
　　其次，介绍了基于原子自旋进动测量弱磁场的基本原理，分析了铯金属原子的能级结构。详细介绍了泵浦光极化碱金属原子的物理过程，并从理论上分析了检测光的光旋角与磁场的关系。
　　再次，设计了一种光纤弱磁场测量的方案。简要分析了基于圆偏振光检测光旋角的检测原理，并通过理论分析得到输出光强与光旋角的关系式。仿真分析空心光子晶体光纤原子气室的纤芯直径大小对原子与器壁碰撞弛豫的影响，并设计制作了一种光纤与玻璃管结合的碱金属原子气室。
　　最后，为了提高铯原子数密度，设计并制作了基于高频交流电的原子气室加热系统。搭建了基于圆偏振光的弱磁场测量系统，进行了弱磁场测量实验，并对实验结果进行了分析。