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矢量磁力仪，包括设置在磁屏蔽单元内的光源、光路准直单元、线偏振光纯化单元、圆偏振片、原子气室单元、光路控制单元、光电检测单元和三轴磁场线圈单元，以及设置在磁屏蔽单元外的锁相放大器单元、上位机和磁场控制单元；光源发出的激光进入光路准直单元，光路准直单元将激光转换为准直的均匀光斑，准直的均匀光斑经过线偏振光纯化单元后变为准直均匀的线偏振光，准直均匀的线偏振光经过圆偏振片后变为准直均匀的圆偏振光，准直均匀的圆偏振光45°入射原子气室单元后得到出射光，出射光进入光电检测单元。原子气室单元外设有三轴磁场线圈单元。本发明利于集成化，小型化与多通道阵列扩展，使用更灵活，适用范围更广。