JPS6326588A - ヘリウム磁力計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁力計、すなわち磁束密度を測定する装置に
関する。

（従来の技術） ヘリウム磁力計は既知である。ヘリウム磁力計の構成要
素は次のとおりである。

ヘリウムを収容している少なくとも一部が透明の収容体
で構成されている容器状磁力計。

容器状磁力計に向かって励起光線を発する光源（ヘリウ
ムランプ）。

容器状磁力計内の磁束密度をヘリウムの磁気共鳴特性に
従って測定する。磁気共鳴を発生させるには、原則とし
て、準安定原子群をヘリウム中に生成させなければなら
ず、後述のいわゆる１弱」放電によってこれを行う。

ヘリウム磁力計は、高性能の装置である。

（発明の目的） 本発明の基本目的は、ごくわずかな磁束密度や、磁束密
度のごくわずかな変化の精密絶対測定を行なえるように
、ヘリウム磁力計の性能をさらに向上させることである
。

本発明はまた、誘導磁束を測定するための検知信号の質
を、数オーダ向上させることを目的とする。

本発明はまた、光ファイバーによって光線を送る磁力計
を提供するものである。

本発明はまた、小型で操作の極めて簡単な磁力計を提供
することを目的とする。

本発明はまた。平均電力消費量が極めて少ない磁力計を
提供することを目的とする。

本発明の磁力計の励起光線発生源は、従来の磁力計のヘ
リウムランプではなく、狭帯域同調レーザであり、好ま
しくは半導体レーザ（ダイオード格子）とする。

本発明の別の局面としては、励起光線発生源ＬＮＡ　（
ランタン−ネオジウムのアルミン酸塩）レーザとする。

好ましくは、同調レーザの一層ポンピング手段を該半導
体レーザ（ダイオード格子）とする、このレーザから発
した光線を、自己同調レーザに照射する。

本発明のまた別の局面としては、光ファイバーによって
レーザ光線を容器状磁力計へ導く。

ＬＮＡレーザには、直線偏光光線を容器状磁力計に直接
印加できるという利点がある。

ＬＮＡレーザから発した直線偏光光線を円形偏光光線に
変換して容器状磁力計内へ送るのが好ましい。

容器状磁力計は、容器状磁力計において高周波弱放電を
発生させる手段に係合させ、同手段によって準安定ヘリ
ウム原子を生成させる。この準安定状態からのスペクト
ル遷移の１つのスペクトル線に狭帯域同調レーザを係合
させる。

後述のごとく、弱放電とは、容器状磁力計内において光
線の発生を開始させるが、「ヘリウムランプ」を強放射
させることのない放電を言う、すなわち、ミリ秒オーダ
でなければならない緩和時間を著しく短くすることなく
ヘリウムの準安定準位を増殖する。

より具体的に述べると、注目準安定ヘリウム原子は２３
Ｓ１準位であり、スペクトル遷移は２３Ｐ−２３Ｓ。

準位（例えば２３Ｐ、−２”Ｓ、）遷移である。

（発明の要約） 本発明の第１実施態様としては、特定の準安定類におけ
るヘリウムの電磁気共鳴の周波数から。

磁束密度を測定する手段を磁力計に備える。

この第１実施態様においては、天然ヘリウム（’）Ｉｅ
）を使用するが、同位元素ヘリウム（’Ｈａ）を使用す
ることも可能である。

磁束密度測定手段の構成要素は、次のとおりである。

励起光線に対して直角方向に無線周波数電磁場を容器状
磁力計に印加する手段。

容器状磁力計を通過する光線を検知することによって、
準安定原子２３Ｓ１の電磁気共鳴が発生する無線周波数
値を測定する手段。

第２光フアイバーによって、光線を送るのがよい。

本発明の第２実施態様としては、容器状磁力計に同位元
素ヘリウム３Ｈｅを入れ、基底状態の４Ｈｅ原子の核磁
気共鳴周波数から磁束密度を測定する。

この第２実施態様の磁束測定手段の構成要素は、次のと
おりである。

一時的に無線周波数電気信号を印加され、３Ｈｅ原子の
縦方向核配向の短時間フリップフロップを起こす第１対
コイル。

容器状磁力計に近接しており、３８ｅ原子の強制フリッ
プフロップ後に３Ｈｅｇ子の核スピンの自由すりこぎ運
動によって生じる起電力を捕捉する第２対コイル。

捕捉された信号の周波数は、容器状磁力計内の磁束密度
に正比例する。この測定は、「暗闇で」（放電とポンピ
ングレーザを消して）行う。測定時間は数時間である。

（実施例） 本発明の前記以外の特徴、及び利点は、添附図面を参照
しながら以下に挙げる発明内容の詳述を通して明らかで
あろう。

添附図面を参照することによって、以下の発明内容の詳
述をより一層明確に理解することができる。添附図面は
また、本発明の定義づけにも寄与している。

第１．３．４．５図の符号（１）は、本発明の容器状磁
力計である。この磁力計は、例えばパイレックスガラス
製の球形容器であり、中に１トールの超純粋ヘリウムが
入っている。第１．３図に示す本発明の第１実施態様の
磁力計においては、４Ｈｅヘリウムを使用するが、場合
によって、３Ｈｅへリウムを使用す葛こともできる。

これに対して、第４．５図に示す本発明の第２実施態様
としての磁力計においては、必然的に３Ｈｅ同位元素ヘ
リウムを使用する。

発振器（３）が磁力計内において弱放電（すなわち　−
極めて弱い放電）を発生し、マリケン（Ｍｕｌｌｉｋｅ
ｎ）記号定義の２３５□（簡単には２３Ｓ）のエネルギ
ー準位の準安定原子群を生成させる。

これを行うための手段として、第３．５図に示すごとく
、２枚の円板（３１）（３２）が容器状磁力計を取囲ん
でおり、メガヘルツオーダの周波数に同調する変圧器（
３３）の二次巻線に接続している。該変圧器の一次巻線
は、最高出力約３ワツトの広帯域増幅器に接続している
。

磁力計は、約Ｉ　ＭＨｚの周波数に自己周期する。

この自己周期に伴って、磁力計内に所望の極めて弱い放
電が発生し、準安定原子２”Ｓが生成する。

ヘリウム分光分析学関係者は１弱放電を次のように説明
している。

高周波放電電流は、「ヘリウムランプ」式磁力計の点弧
上限に位置している。しかし、点弧用に磁力計に印加さ
れるエネルギーはそれほど大きくはなく、「ランプ」は
ごくかすかに点灯するだけである。そのため、所望準位
２３Ｓの準安定原子が生成され、この原子は、先に定義
したとおりの弱放電によって乱されることは殆どない。

狭帯域同調レーザであるＬＮＡレーザが、ポンピング光
線を容器状磁力計（１）に供給する。磁力計内における
このポンピング光線の方向を矢印りで示す（第１〜４図
）、磁力計は、方向とは無関係である磁束密度を測定す
る。ただし、測定精度は、Ｄに対する誘導の方向によっ
て左右される。

レーザから発せられる光線の波長は１．０８μ黴である
。同光線は、直線偏光されてレーザから出て、直接また
は光ファイバー（２８）を介して、円形偏光体（２９）
へ送られる。（直接転送の場合は単純１／４波長、光フ
アイバー転送の場合は直線偏光体＋１／４波長）。

かくして、放電によって生成するヘリウム原子は、縦方
向（Ｄ方向）に配向される。

エル・ディー・シャーシ−（Ｌ、Ｄ、５ｃｈａａｒｅｒ
）、　ｘム・リュダック（Ｍ、Ｌｕｄｕｃ）　ｙ　ビー
・ヴイヴイアン（Ｂ、Ｖｉｖｉｅｎ）　ｖエイ・エム・
ルジュス（Ａ、Ｍ、Ｌｕｊｕｓ）　ｐおよびジェイ・テ
リイ（Ｊ、　Ｔｈｅｒｙ）ｒｌ、０５／１．Ｏ８ｎｍで
同調する新ＣｖＮｄレーザ」、アイ・イー・イー・イー
・ジャーナル・オブ・カンタム・エレクトロニクス（１
，Ｅ、Ｅ、Ｅ、　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｕａｎｔｕ
ｍｌ：１ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）　、ボリュームＱＥ２２
．７１３ページ、１９８６年５・月に紹介されている。

レーザ（２）の増幅体（２０）は、この実施態様におい
ては、ランタン−ネオジウムのアルミン酸塩（ＬＮＡ）
単結晶体である。同単結晶体は、２つの鏡（２１）（２
２）で囲まれているスペースの中に位置している。

結晶体は１例えば鏡（２１）を通して、別のレーザ（好
ましくは２００ミリワツト、８００止の光線を発する半
導体レーザダイオード格子）かも送られる光線によって
ポンピングされる。

半導体レーザダイオード格子（２３）には、例えばスペ
クトラ・ダイオード・ラプス（Ｓｐｅｃｔｒａ　Ｄｉｏ
ｄｅＬａｄｓ）（アメリカ）製のモデルＳＤＬ　２４２
０　を使用することができる。

鏡（２１）は、ＬＤＡ結晶の上に直に被着した多情電層
とすることができる。

光学素子（２４）が、この光線を平行処理（ｃｏｌｌｉ
ｍａｔｉｏｎ）　Ｌ／、集束させて単結晶体（２０）に
照射する。　　　　　・ ＬＮＡレーザスペースには同調手段（２５）がある。

同手段（２５）は、色々なタイプのものを使用すること
ができ１例えば、１．０８μ■付近で同調するリヨ−（
Ｌｙｏｔ）フィルタを使用する。レーザの出力光線の波
長は、この実施態様において約６ｎｍである。

好ましくは、無被覆の薄いリファレンス′（ｅｔａｌｏ
ｎ）Ｅを、ＬＮＡレーザ・スペース内に入れ、より微細
な同調を行うと同時に、帯域幅を大幅に小さくする。す
ると、このレーザは、帯域幅の極めて小さい１．０８μ
ｍの光線を発生し、限界同調を行うことできる。

次に、本発明の第１実施態様について検討する。

ＬＮＡレーザ（２）（第１．３図）は、天然ヘリウム４
Ｈｅのスペクトル遷移２”　Ｐ−２’　Ｓの中の一つに
同調する。

この同調は、交換２”Ｐｌ−２３５に相当する微細構造
遷移Ｄ１、遷移ＤＯ（２３Ｐ、−２’Ｓ）、さらにはＤ
２（２３Ｐ。

−２”Ｓ）で行うことができる。レーザが、ヘリウムス
ペクトルの注目遷移の中の一つだけでしか同調しないと
いうことが大事なことである。

そのために磁力計の機能が大きく変わり、ＷＡ察される
信号が極めて強くなる。その理由として、次のようなこ
とが考えられる。

在来法に従って、ヘリ２ム・ランプで磁力計を励起する
場合は、ヘリウム・ランプは遷移（２３Ｐ−２’Ｓ）の
３つのスペクトル線Ｄｏ、Ｉｌｌ、Ｄ２を同時に発する
。この３つのスペクトル線は、波長差が非常に小さいた
めに分離することできず、その中の一つだけを測定容器
状磁力計（１）に印加するということは不可能である。

したがって、３つのスペクトル線が測定容器状磁力計内
で励起される。しかし、この３つのスペクトル線の同時
寄与は相対立しており、観察現象に対する磁力計の反応
、すなわち磁気誘導に対する反応を著しく減退させると
いうことが確認された。

これに対し、本発明によるレーザ励起の場合は、３つの
スペクトル線の中の一つだけ（この実施態様の場合はＤ
ｉまたはＤＯを励起することができる。

したがって、磁力計の反応が著しく向上する。

磁束密度の測定方法は、次のとおりである。

容器（１）の両側のへルムホルツ（）ｌｅｌｍｈｏｌｔ
ｈ）の位置に配置した直径４Ｃ■の２つのコイル（４ｊ
）（４２）によって、誘導Ｂの方向りに対して垂直であ
る無線周波数電磁場を発生させる。コイル（４１）（４
２）は。

無線周波数発生器（４０）に接続されており、無線周波
数発生器（４０）の周波数を一つの調節自在値を中心に
して変調する。

このようにして発生した磁気誘導Ｂに対して、垂直な無
線周波数電磁場が、２３Ｓ準位からヘリウムの電磁気共
感を誘起する。

共鳴の観察は、容器状磁力計（１）を通過する光線によ
って光線によって行う。同光線（ＦＴ）は、直接または
光ファイバー（４３）　（第３図）を介して光検知器（
４４）に印加する６ 注目光線の波長は、ケイ素ホトダイオードの能力の限界
に達しているが、大抵のゲルマ、ニウム・ダイオードで
正確に分析できることが確認された。

しかし、最近の測定によって、ハママツ社（日本）製の
ケイ素ダイオード、モデル５１３３６−８ＢＱは優れた
信号／雑音比で１．０８μ醜の光線に６廣することが確
認された。

ダイオードの光電流は直接分析することができる。精度
を高めたい場合は、同期検知器（４５）を使用すること
ができる（局所信号の場合は発生器（４０）の出力を用
いる）。

測定は、電磁気共鳴同波数測定手段（４６）による測定
によって完了する。この測定は、ゼロ検知で行われる、
すなわち同期検知器（４５）が、伝送されてくる光線が
直角位相であることを指示した時に行われる。したがっ
て、発生器（４０）によって印加される周波数を測定す
るだけでよい。

電磁気共鳴を飽和するには、発生器（４０）の出力は、
わずか数ミリワットでよいことが確認された。

電磁気共鳴波数Ｎと磁束密度Ｂとの関係は、次の式で表
わされる。

Ｎ＝０．２８Ｂ Ｎの単位はＭ）Ｉｚであり、Ｂの単位はミリテスラであ
る。

当業者は１本発明の装置は精密測定を行う装置であるこ
とを理解されるであろう、この装置が完成する前に、す
でに、測定すべき磁束密度に関する精度の低い″粗″情
報を我々は持っている。この情報によって、磁束密度あ
るいはまたその微小変化を測定するための発生器（４０
）の使用周波数を決定することは困難ではない。

本発明の磁力計に匹敵する精度の磁力計の用途の例とし
ては、色々な金属資源や石油の鉱脈の探査を目的とする
地球の磁場の成分の微小変化の測定を挙げることができ
る。

上に紹介した本発明の第１実施態様の磁力計においては
、４Ｈｅヘリウムを使用する。前述のとおり、ヘリウム
が２’Ｓから示す遷移に対しては、３Ｈｅのヘリウムを
使用することもできる。

３８ｅだけを使用する本発明の第２実施態様の磁力計に
は、電力消費量が極めて少ないという利点がある。

容器状磁力計（１）は、Ｉ　Ｔｏｒｒの３Ｈｅの同位元
素ヘリウムが入っていること以外は、第１実施態様の場
合と同じである。弱放電発生手段も第１実施態様の場合
と同じである。

レーザ（２）による容器状磁力計（１）の光学ポンピン
グも同じであり、約１．０８μｍの波長の光線を使用す
る。

４Ｈｅの同位元素ヘリウムの色々な状態を示す第６図を
参照する。

４Ｈｅのヘリウムが入っている容器状磁力計において高
周波放電が行われる。放電によって生成する準安定原子
３Ｈｅ　（２３Ｓ、　）は、光学ポンピングによってＤ
方向（電力方向）に配向される。

４Ｈｅのヘリウムと３Ｈｅのヘリウムとの相違点は、３
Ｈｅのヘリウムが核スピンを持っていることである。

３８ｅ原子は、「超微細構造結合」によって、準安定状
態２３Ｓ１において縦桟配向（Ｄ方向）になる。

この「超微細構造結合」は、２３Ｓ１状態における３Ｈ
ａの総電気運動モーメントと核スピンとの間で起きる。

一方、励起状態の原子２３Ｓ１と基底状態の原子との間
では準安定状態交換衝突が起きる。この衝突によって、
励起準安定原子の核配向が、　　３８ｅの基底状態の配
向になる。

このプロセスの結果、核が測定すべき磁束密度の方向に
配向されている基底状態の３Ｈａ同位元素気体が得られ
る。この複雑なプロセスによって、基底状態のヘリウム
原子が縦方向核偏光されるものと考えられる。

シーケンス処理手段（７０）（第５図）が１弱放電発振
器（３）の増幅器（３４）を遮断することによって、レ
ーザ（２）ならびに弱放電発振器（３，）の機能を停止
させる。

容器状磁力計内においてこのように配向された原子の気
体は、相当長時間にわたって（１日を越えることもある
）磁場は感応し続ける。

磁束密度の測定は、この原子の核磁気共鳴によって行う
ことができる。

そのための手段として、磁力計（１）の両側に１対の小
コイル（５１）　（５２）　（第５図のダッシュ線）が
備えられている。コイル（５１）（５２）は、磁束密度
Ｂの測定方向りに対して垂直でなければならない、コイ
ル（５１）（５２）は、後述のコイル（６１）（６２）
に対して平行にすることができる。

無線周波数発生器（５０）を短時間励起し、特定の勾配
のラジオ周波数ウォビュレーを供給し、一定時間の周磁
気共鳴周波数を通過させた後発生器（５０）を止める。

正しい周波数になると、３Ｈｅの核スピンの縦方向配向
の短時間フリップフロップが起きる。言い換えれば、核
スピンが最初誘導Ｂ方向であれば、核スピンは垂直にな
ろうとする。

関係者は、このフリップフロップの後、容器内の磁束密
度Ｂの大きさに比例する周波数で、静電磁場の方向を中
心にして核スピンのすりこぎ運動が起きることを知って
いる。

したがって、磁束密度Ｂの測定方向に対して垂直な一つ
の軸を共通軸として、好ましくは容器状磁力計の両側の
へルムホルツの位置に、別の２つのコイル（６１）　（
６２）を備える。

コイル（６１）　（６２）の端子に印加された信号は、
信号処理手段（７１）へ送られ、雑音を除去される。後
は、核磁気共鳴研究者にとって周知の適切な方法によっ
て１段（７２）において周波数を測定するだけでよい。

言い換えれば、対コイル（６１）（６２）は、強制フリ
ップフロップ後の核スピンの自由すりこぎ運動によって
生じる起電力を捕捉する。だからこの信号の周波数を測
定すれば、次の式で磁束密度を求めることができる。

５Ｎ＝０．３２４４ｇ Ｎは、実測周波数（ｋＨｚ）であり、Ｂは磁束密度（ミ
リテスラ）である。

すなわち、コイル（６１）　（６２）の端子に印加され
る信号の周波数は、測定すべき磁束密度に正比例する。

この第２実施態様の磁力計には、第１実施態様の磁力計
の利点に加えて、平均電力消費量が極めて少ないという
利点がある。

すなわち、弱放電によって容器状磁力計（１）を励起し
、ＬＮＡレーザ（２）を点弧し、数分間、３Ｈｅのヘリ
ウムを核配向するだけでよい。

続いて、励起を完全に停止し、基底状態において核スピ
ンを短時間フリップフロップさせる。すると、測定すべ
き磁束密度において核磁気モーメントの自由すりこぎ運
動が起きる（数時間続く）。

本発明は、本明細書に紹介した実施態様（ＬＮＡレーザ
を使用する）だけに限られることはない、光ファイバー
やレーザ・ダイオードを使用することは非常に好ましい
ことであるが、そうしない実施態様も可能であることは
言うまでもない。

弱放電手段についても同様であり、所望の準位の準安定
原子を生成できるあらゆる手段を利用することができる
。

第１．３図を参照しながら紹介した光学検知手段ならび
に、第４．５図を参照しながら紹介した無線周波数検知
手段についても同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施態様の原理図である。 第２図は、本発明を実施するために用いるＬＮＡレーザ
の原理図である。 第３図は１本発明の第１実施態様の詳細図である。 第４図は、本発明の第２実施態様の原理図である。 第５図は、本発明の第２実施態様の詳細図である。 第６図は、本発明の第２実施態様としての磁力計の機能
の理解を助けるための原子の状態グラフである。 （１）容器状磁力計　　　　　（２）レーザ（３）発振
器　　　　　　　　“（２０）増幅体（単結晶体）（２
１）（２２）鏡　　　　　　　（２３）半導体レーザ（
２４）光学素子　　　　　　（２５）同調手段（２８）
光ファイバー　　　　　（２９）円形偏光体（３１）（
３２）円板　　　　　　（３３）変圧器（４０）無線周
波数発生器　　（Ｅ）リファレンス（４１）（４２）コ
イル　　　　　　（４３）光ファイバー（４４）光検知
器　　　　　　（４５）同期検知器（４６）電磁気共鳴
周波数測定手段 （５０）無線周波数発生器　　（５１）　（５２）対小
コイル（６１）（６２）対コイル　　　　（７０）シー
ケンス処理手段（７１）信号処理手段　　　　（７２）
周波数測定段図面の浄書（内容に変更なし） Ｆｌ（３，４

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘリウムを収容している少なくとも一部が透明で
   ある収容体で構成されている容器状磁力計（１）と、容
   器状磁力計に向かって励起光線を発する励起光線発生源
   （２）とで構成されており、容器状磁力計（１）内の磁
   束密度をヘリウムのエネルギー準位の磁気共鳴特性に従
   って測定するためのヘリウム磁力計であって、励起光線
   発生源（２）が、狭帯域同調レーザであることを特徴と
   するヘリウム磁力計。
2. （２）励起光線発生源（２）が、半導体レーザであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のヘリ
   ウム磁力計。
3. （３）励起光線発生源（２）が、ＬＮＡ（ランタン−ネ
   オジウムのアルミン酸塩）レーザであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記載の
   ヘリウム磁力計。
4. （４）ＬＮＡレーザ（２）が、 ２つの反射体の間にあるＬＮＡ単結晶体（２０）と、Ｌ
   ＮＡレーザの一次ポンピング手段と、 ＬＮＡレーザの同調手段（２５） とで構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   （３）項に記載のヘリウム磁力計。
5. （５）半導体レーザ（２３）によって同調自在レーザの
   一次ポンピングを行うようにしてあることを特徴とする
   特許請求の範囲（２）項に記載のヘリウム磁力計。
6. （６）ＬＮＡレーザの出力光線（ＥＰ）が、円形偏光体
   （２９）を通過して容器状磁力計内に進入するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第（３）項または第
   （４）項に記載のヘリウム磁力計。
7. （７）レーザ光線が、光ファイバー（２８）によって容
   器状磁力計内に案内されるようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項乃至第（６）項のいずれかに
   記載のヘリウム磁力計。
8. （８）容器状磁力計に係合しており、準安定ヘリウム原
   子を生成する高周波弱放電を容器状磁力計内において発
   生する手段が備えられており、かつ狭帯域同調レーザ（
   ２）が、この準安定状態からのスペクトル遷移の一つの
   スペクトル線に係合していることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項乃至第（７）項のいずれかに記載のヘ
   リウム磁力計。
9. （９）準安定ヘリウム原子の準位が２＾３Ｓであり、ま
   たスペクトル遷移２＾３Ｐ−２＾３Ｓ遷移であることを
   特徴とする特許請求の範囲第（８）項に記載のヘリウム
   磁力計。
10. （１０）準安定準位のヘリウムの磁気共鳴周波数から、
    磁束密度を測定する手段が備えられていることを特徴と
    する特許請求の範囲第（１）項乃至第（９）項のいずれ
    かに記載のヘリウム磁力計。
11. （１１）磁束密度測定手段が、 励起光線に対して直角方向に無線周波数電磁場を容器状
    磁力計に印加する手段（４０）（４１）（４２）と、 容器状磁力計を通過する光線を検知する（４４）ことに
    よって、準安定原子２＾３Ｓ＿１の電磁気共鳴が発生す
    る無線周波数値を測定する手段（４４）（４５）（４６
    ） とで構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    （１０）項に記載のヘリウム磁力計。
12. （１２）通過光線測定手段が、直角方向電磁場の周波数
    値を基準とする同期検知（４５）で機能するようになっ
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１１）項に
    記載のヘリウム磁力計。
13. （１３）通過光線（ＦＴ）を、光ファイバー（４３）で
    測定するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
    （１１）項に記載のヘリウム磁力計。
14. （１４）容器状磁力計（１）に天然ヘリウム＾４Ｈｅが
    収容されていることを特徴とする特許請求の範囲第（１
    ０）項乃至第（１３）項のいずれかに記載のヘリウム磁
    力計。
15. （１５）容器状磁力計（１）に同位元素ヘリウム＾３Ｈ
    ｅが収容されているとともに、＾３Ｈｅ原子の核磁気共
    鳴周波数から磁束密度を測定する手段（７）が設けられ
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至
    第（９）項のいずれかに記載のヘリウム磁力計。
16. （１６）磁束密度測定手段が、 一時的に給電され、＾３Ｈｅ原子の縦方向核配向の短時
    間フリップフロップを起こす第１対コイル（５）と、容
    器状磁力計に近接しており、＾３Ｈｅ原子の強制フリッ
    プフロップ後に＾３Ｈｅ原子の核ピンの自由すりこぎ運
    動によって生じる起電力を捕捉する第２対コイル（６１
    ）（６２）（捕捉された信号の周波数は、容器状磁力計
    内の磁束密度に正比例する。） とで構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    （１５）項に記載のヘリウム磁力計。