Optically pumped magnetometer with high spatial resolution magnetic guide for the detection of magnetic droplets in a microfluidic channel

Abstract

Els sensors quàntics proporcionen una sensitivitat sense precedents per a detectar camps magnètics, fet que els permet ampliar l’abast habitual d’aplicacions i de contextos d’ús de la magnetometria. Moltes aplicacions també requereixen mesures magnètiques d’elevada resolució espacial en recerca biomèdica, monitoratge ambiental i producció industrial. En aquest aspecte, els magnetòmetres de bombeig òptic (OPM) són candidats destacats, però tenen limitacions a l’escala de les partícules magnètiques micromètriques, per exemple, gotes magnètiques. Per tractar aquesta limitació, aquí estudiem els efectes d’afegir una guia magnètica que fa de pont entre micròmetres i mil·límetres a un OPM en miniatura. Aquest instrument s’utilitza per a detectar gotes magnètiques de Fe₃O₄ a un flux de fins a 25 gotes per segon en un canal microfluídic. La resolució espacial calculada és de 300 µm i la relació senyal-soroll és més gran que 15 dB per a les diferents mides de gota magnètica estudiades.