法勘探是一种常用的地球物理勘探方法，其中光泵磁力仪是国内外应用于航空和地面磁法测量最多的磁 力仪器．为满足深部矿产资源勘查对高精度磁测设备的需求，本文开展了低噪声、宽量程的高性能数字氦光泵磁力 仪关键技术研究，主要包括磁传感器探头优化设计和新型数字化环路设计两方面．首先通过深入分析影响氦光泵 磁力仪灵敏度的主要决定因素，对磁传感器关键部件氦灯、氦室进行小型化技术研究．解决高性能氦泵源和原子气 室等关键件的制作工艺。提高氦灯效率和氦吸收室的磁共振信号输出强度，制作出高性能、低噪声的小型化氦光泵 探头．然后，针对常规模拟跟踪环路的局限性，通过数字化技术研究，采用FPGA、DsP、DDs、环路跟踪算法和信号 处理软件等技术构成新型数字环路，弥补现有基于模拟跟踪环路技术的模拟式氦光泵磁力仪的不足，该数字环路 降低了氦光泵磁力仪的电路噪声，增强了抗电磁干扰能力，并扩展了磁力仪的量程．本文通过小型探头和数字环路 的技术设计，研制出高精度大量程的地面数字氦光泵磁力仪，并用于第三方测试．通过第三方测试证明：实测仪器 的静态噪声小于4 pT，磁场测量范围为20000～100000 nT，梯度容限大于10000 nT／m．
