精确地测量地磁场和地磁异常,是近代地磁勘探矿藏、地磁导航研究的必要条件。为了更好的利用地磁场这一地球自身的物理场,研究者对地磁测量传感器提出了越来越高的要求。航空磁测和水下磁测最重要的测量手段是光泵磁力仪。目前国内研制的高精度光泵磁力仪灵敏度已经达到5pT,与国外的差距正逐步缩小,已经广泛应用于地质测量、矿物勘探、线路检测等民用领域。继续提高光泵磁力仪的灵敏度、可靠性和测量效率是未来光泵磁力仪研究和发展的趋势。　　光泵磁力仪是以原子在弱磁场中的塞曼分裂为理论基础,利用光抽运效应和光磁共振作用进行弱磁场测量的一种磁敏传感器。通过介绍铷原子的塞曼分裂原理和光抽运理论,分析了波长λ=794.8nm的偏振光对铷原子的抽运作用,推导出激光泵浦作用下铷原子87Rb做D1线跃迁时,各基态和激发态上塞曼子能级粒子数的变化,并深入研究了激光源对87Rb塞曼子能级上原子偏极化的影响。在激光强度接近饱和光强,失谐频率?=0时,铷原子偏极化程度最高,光抽运效率最明显。　　在DH807A铷光磁共振装置结构的基础上,对共振信号检测、采集系统进行改进设计。将手动调节共振信号改成共振频率自动锁相跟踪,利用74HC4046将光电探测器输出的光强度信号进行锁相比较,调节压控振荡器输出方波频率,使其与光磁共振信号同频,达到自动跟踪的目的。以AD9833为水平调制信号发生器,产生频率为1KHz的基频号。利用DSP芯片TMS320VC5509为主控制器和信号处理器,采集锁相电路的相位锁定信号和压控振荡器输出信号,将共振频率信号处理输出。用PROTEUS对锁相电路进行锁频仿真,锁相环可以在极短的时间内捕获到输入信号频率并调整输出频率,能够满足磁力仪对锁相电路的要求。