Verbundprojekt: Optisch gepumptes Magnetometer basierend auf freier Präzession von Spin-Ausrichtung; Teilvorhaben: Sensorkonzept, Integration Sensorkopf und Benchmarking

Wichtige, etablierte, zur Bodenerkundung und Rohstoffexploration verwendete geophysikalische Methoden benötigen Magnetfelddetektorsysteme höchster Sensitivität. Die optisch gepumpten Magnetometer (OPM), die im Rahmen dieses Projektes erforscht werden, können solch hohe Magnetfeldauflösung bieten. Eine Limitierung derzeitiger kommerzieller OPMs ist jedoch die Abhängigkeit der Messung von der Orientierung des Sensors im Magnetfeld. Innerhalb dieses Projektes soll ein neuer Ansatz für OPMs studiert und erprobt werden, der eine stark verringerte Richtungsabhängigkeit und eine hohe absolute Genauigkeit der Magnetfeldmessung aufweist. Ein solches OPM kann durch seine Ausrichtungsinvarianz deutlich präzisere Messungen im bewegten Einsatz liefern und ist damit hochinteressant z.B. für die Rohstoffexploration auf bewegten Plattformen. Daneben bietet der Operationsmodus das Potenzial, das Magnetfeld nicht nur hochsensitiv, sondern auch mit bislang nicht erreichter absoluter Genauigkeit zu messen. Dies ist entscheidend für die Datenqualität bei Experimenten zu fundamentaler Physik und in geomagnetischen Observatorien weltweit. Im Projekt kooperieren Dr. Zoran Grujic vom Institut für Physik der Universität Belgrad (UB), Serbien und der deutsche Projektkoodinator Dr. Theo Scholtes vom Leibniz- Institut für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT). Durch komplementäre Arbeiten des Leibniz-IPHT und der UB soll der neue Modus detailliert erforscht werden und erstmals ein OPM-Demonstrator aufgebaut werden, der in Labor und Feldeinsatz evaluiert werden soll. Teile der Implementierung der für den Demonstrator nötigen Elektronik wird ein Spin-Off der UB übernehmen, welches bereits Erfahrungen in der Erstellung von geeigneten Spezialelektronik-Modulen hat. Durch regelmäßige gegenseitige Gastaufenthalte der Projektpartner, gemeinsam organisierte Workshops und Publikationen soll die bereits erprobte Zusammenarbeit der Wissenschaftler beider Länder und Institutionen weiter gefestigt werden.