FR 2663432 A1 19911220 FR 9007413 A 19900614 DESCRIPTION MAGNETOMETRE A RESONANCE ET A POMPAGE OPTIQUE UTILISANT UNE PLURALITE DE FAISCEAUX MULTIPLEXES La présente invention a pour objet un magné- tomètre Elle trouve une application dans la mesure précise des champs magnétiques faibles (typiquement dans la plage de 20 à 70 T correspondant aux valeurs du champ magnétique terrestre). Le magnétomètre de l'invention entre dans la catégorie des magnétomètres dits à résonance, dont on pourra trouver une description générale dans l'arti- cle de F HARTMAN intitulé "Resonance Magnetometers", publié dans la revue "IEEE Transactions on Magnetics", vol MAG-8, no 1, March 1972, pp 06-75. Un magnétomètre à résonance est un appareil qui, plongé dans un champ magnétique Bo, délivre un signal électrique de fréquence F dont la valeur est liée à Bo par la relation dite de LARMOR: F=%Bo o 6 est un rapport gyromagnétique (d'un électron ou d'un nucléon selon la substance utilisée) Pour l'électron par exemple, ce rapport est égal à 28 Hz/n T. Dans cette classe d'appareils, le magnéto- mètre à pompage optique occupe une place privilégiée. La constitution générale d'un magnétomètre à pompage optique et à résonance magnétique est représentée schématiquement sur la figure 1. Une cellule 1 U, au moins partiellement trans- parente, est remplie d'un gaz 12, en général de l'hé- lium à une pression de 1 à quelques torrs Une source lumineuse 14 délivre un faisceau lumineux 18 dont la longueur d'onde se situe autour de 1,1 m dans le cas de l'hélium Ce faisceau est convenablement polari- sé par un moyen 16 puis injecté dans la cellule 10. Par ailleurs, une décharge radio-fréquence (dite "faible" ou "douce") est produite dans le gaz par un générateur 30 relié à deux électrodes 32, 33 disposées autour de la cellule 10 Cette décharge produit des atomes dans un état métastable ( 2351 dans le cas de l'hélium) Le faisceau lumineux incident 18 "pompe" ces atomes à partir de l'état métastable pour les amener dans un autre état excité ( 23 P). En présence d'un champ magnétique Bo, les niveaux d'énergie se séparent en sous-niveaux, dits de ZEEMAN Une résonance entre de tels sous-niveaux peut être établie par un champ radio-fréquence (résonance magnétique) ou par une modulation de la lumière (double résonance optique; COHEN, TANNOUDJI, Ann Phys, 7, 1962, p 423) Dans le cas de l'hélium, isotope 4, la résonance s'établit entre deux sous-niveaux électroniques ZEEMAN de l'état métastable. Cette résonance est mise en évidence par divers moyens électroniques connus de l'homme du métier, dont une variante est représentée sur la figure 1 Il s'agit d'un enroulement 20 disposé de part et d'autre de la cellule 10 (dans une disposition dite de HELMOLTZ), d'un générateur radiofréquence 22, et d'un photodétecteur 24 recevant le rayonnement lumineux ayant traverse la cellule, d'un amplificateur 25, d'une détection synchrone 21 et d'un intégrateur 23. L'ensemble des moyens 21 à 26 sera désigné globalement dans la suite par la référence CC Le générateur 22 alimente l'enroulement 20 en courant à la fréquence F, ce qui crée un champ magnétique oscillant dont une composante entretient la résonance et module en retour le faisceau lumineux ayant traversé la cellule. Cette modulation constitue le signal Elle est mise en évidence par la détection synchrone en sortie du photodétecteur via l'amplificateur La référence est donnée par le générateur La sortie de la détection synchrone correspondant à la composante du signal en phase avec la référence sert de signal d'erreur. L'intégrateur en élimine l'erreur statique Ce signal d'erreur réajuste la fréquence F du synthétiseur à la fréquence de LARMOR Il faut pour cela que le synthétiseur soit pilotable en tension; il peut également être remplacé par un oscil Lateur commandé en tension (V C O). Un signal électrique de résonance s'établit ainsi dans cette boucle, à la fréquence de LARMOR. Un fréquencemètre 26 en donne La valeur F Le champ à mesurer Bo s'en déduit par la relation Bo=F/I. Les magnétomètres à héLium de ce type ont d'abord utilisé des lampes à hélium L'obtention récen- te de cristaux d'aluminate de lanthane-néodyme (ou LNA) ayant permis de réaliser des lasers accordables autour de la longueur d'onde de 1,083 ym correspondant précisément à la raie de pompage optique de l'hélium, ce type de laser s'est substitué tout naturellement à ces lampes avec une amélioration sensible des perfor- mances, ce qui a donné un regain d'intérêt à ces ap- pareils. Un tel magnétomètre, équipé d'un laser à LNA, est décrit dans le document FR-A-2 598 518. Bien que satisfaisants à certains égards, ces magnétomètres présentent cependant des inconvé- nients En effet, par principe, ils sont fortement anisotropes, et ceci à la fois en amplitude et en fréquence Des extinctions de signal se produisent pour certaines orientations du champ magnétique à mesurer Ces orientations défavorables correspondantes soit à certaines directions de propagation du faisceau lumineux (dans le cas d'une polarisation circulaire) soit à certaines directions de polarisation (dans le cas d'une polarisation rectiligne) Le pompage optique ne produit plus alors la polarisation requise des sous-niveaux ZEEMAN des atomes, ou la détection de la résonance se révèle inefficace. Diverses solutions ont été proposées pour remédier à cet inconvénient La Société américaine Texas instruments, par exemple, préconise l'utilisation de plusieurs cellules orientées de telle sorte que l'une au moins fournisse un signal exploitable La Société canadienne Canadian Aviation Electronics préco- nise plutôt d'orienter convenablement le magnétomètre par rapport au champ à mesurer. Les zones d'extinction du signal étant plus étendues pour un faisceau polarisé rectilignement que pour un faisceau polarisé circulairement, on préfè- re en général travailler en polarisation circulaire. Cependant, avec ce type de polarisation, un phénomène de déplacement de fréquence se produit, du fait du pompage optique, qui provoque des erreurs de mesure. La Société Texas instruments remédie à cet autre inconvénient toujours en doublant le nombre de cellules, et en faisant fonctionner l'une d'entre elles en polarisation circulaire droite et l'autre en polarisation circulaire gauche Les décalages de fréquence observés dans les deux cellules sont alors de signes opposes, et une compensation est possible en effectuant la moyenne des deux fréquences mesurées. Toutes ces solutions, qui reviennent à multi- plier le nombre d'appareils, restent peu satisfai- santes: encombrement excessif, nécessité d'équilibrer les diverses voies de mesure, commande de l'orientation des cellules, consommation électrique élevée, etc Par ailleurs, toute l'installation doit être réalisée dans un environnement amagnétique, ce qui pose de redoutables problèmes technologiques. La présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients A cette fin, elle propose un magnétomètre à résonance et à pompage opti- que dont l'isotropie est excellente tout en restant simple de construction et peu encombrant (il ne com- prend qu'une seule cellule). Ce but est atteint par l'invention grâce à l'utilisation d'une pluralité ae faisceaux lumineux injectés successivement dans la cellule dans des direc- tions différentes En d'autres termes, on effectue un multiplexage des faisceaux lumineux La pluralité de faisceaux employée entraîne l'o Dtention d'une plura- lité de signaux de résonance, plus ou moins affaiblis et/ou affectés d'erreur (selon l'orientation du champ à mesurer par rapport à la polarisation employée). Mais, il est toujours possible d'extraire de ces si- gnaux un signal global débarrassé de ces défauts. Dès lors, quelle que soit l'orientation du champ magné- tique à mesurer, le magnétomètre délivre un signal significatif. De façon précise, la présente invention a pour objet un magnétomètre à résonance et à pompage optique qui comprend, en plus des moyens connus déjà évoqués, un multiplexeur optique recevant le faisceau lumineux émis par la source et délivrant successivement N faisceaux lumineux, N étant un entier au moins égal à 2, ces N faisceaux traversant N moyens de polarisation et étant injectés ensuite dans la cellule selon N directions ou polarisations différentes pour y pomper optiquement le gaz, les moyens de détection du signal électrique de résonance délivrant successivement N composantes correspondant aux n faisceaux de pompage optique. Deux variantes sont prévues: la première consiste à prendre la moyenne des amplitudes de la pluralité des N si- gnaux obtenus; cette moyenne est néces- sairement supérieure à la plus petite des amplitudes obtenues: Le signal de mesure est donc toujours supérieur au signal qui serait délivré par un magnétomè- tre placé dans les conditions les plus défavorables; la seconde consiste à comparer l'amplitude du signal de résonance obtenu avec l'un des faisceaux avec une valeur de consigne; si cette amplitude est inférieure à la valeur de consigne, on continue à passer d'un faisceau à l'autre; dès que l'une des amplitudes excède la valeur de consi- gne, on arrête le multiplexage et l'on garde le faisceau correspondant. Dans une troisième variante,le multiplexeur est commandé par des moyens sensibles à l'orientation du champ ambiant et capables de déterminer lequel des N faisceaux est le mieux adapté à la mesure du champ ambiant, compte tenu de l'orientation de celui-ci. Ces moyens, sensibles à l'orientation du champ, peuvent être constitués par un magnétomètre directionnel ou par un ensemole d'enroulement d'axes différents. Dans toutes ces variantes, les divers fais- ceaux lumineux sont de préférence guidés par des fibres optiques depuis la source jusqu'à la cellule en passant par le multiplexeur et les polariseurs et depuis la cellule jusqu'au photodétecteur. Chaque dispositif de polarisation associé à un faisceau peut introduire une polarisation rectiligne ou une polarisation circulaire Une combinaison d'un polariseur rectiligne et d'une lame quart d'onde créent une polarisation circulaire. Un seul polariseur rectiligne fournit une polarisation rectiligne. Toutes ces dispositions s'appliquent aux magnétomètres à résonance et à pompage optique, quel que soit le milieu pompé Cependant, dans l'état actuel de la technique, on préfère utiliser l'hélium Mais d'autres gaz ou fluides connus ou à venir ne sont pas exclus pour autant de l'invention, comme par exem- pie les vapeurs de métaux alcalins (césium, rubidium, etc). De même, si le laser à LNA joue un rôle privilégié dans le pompage des cellules à hélium, l'invention ne se limite pas à cette source et tout magnétomètre utilisant une source lumineuse quelconque fait partie de l'invention, dès lors qu'il travaille avec des faisceaux multiplexés La résonance peut être magnétique (excitation par un champ RF) ou optique (modulation de la lumière, multirésonance optique). De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumiè- re de la description qui va suivre Cette description porte sur des exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif et elle se réfère à des dessins annexes, sur lesquels: la figure 1, déjà décrite, montre un magné- tomètre de l'art antérieur; la figure 2 A, 2 B représente schématiquement un magnétomètre selon l'invention; la figure 3 est un schéma explicatif du fonctionnement du magnétomètre de l'inven- tion; la figure 4 illustre une variante à amplitude de consigne; la figure 5 illustre une variante à magnétomètre directionnel; la figure 6 illustre une variante à enroulements multiplexés; la figure 7 montre une variante à change- ment de polarisation sur un même faisceau; la figure 8 montre quelques exemples d'orientation possible pour les directions des faisceaux lumineux. Le magnétomètre représenté sur la figure 2 A comprend tout d'abord des moyens connus déjà illus- très sur la figure 1 et qui portent, pour cette raison, les mêmes références numériques Il s'agit de la cel- lule 10 remplie d'hélium, du laser 14, du moyen de polarisation 16, de l'enroulement 20, du circuit CC (comprenant le générateur radio-fréquence 22, le photodétecteur 24, le fréquencemètre 20, l'amplificateur 25, la détection synchrone 21 et 2 U l'intégrateur 23) et du générateur de décharge 30. Selon l'invention, le magnétomètre comprend en outre un multiplexeur optique 40 par exemple à 3 sorties (du type SN 1:3 de la Société JDS Optics) commandé par un générateur de tension 42 Ce multiplexeur émet trois signaux lumineux F 1, F 2, F 3, de préférence guides par trois fibres optiques Ces faisceaux traversent trois polariseurs P 1, P 2, P 3 (rectilignes ou circulaires) et sont injectés dans la cellule 10 sous trois directions différentes D 1, D 2, D 3. La photodétection des faisceaux ayant traver- sé la cellule peut s'effectuer de deux manières différentes: dans la variante illustrée sur la figure 2 A, trois fibres optiques guident les faisceaux émergents F'1, F'2, F'3 vers un seul photorécepteur 24; dans La variante de la figure 2 B, trois photodétecteurs 24/1, 24/2, 24/3 détectent séparément les trois faisceaux F'1, F'2, F'3 et un additionneur 27 fait la somme des signaux électriques. En d'autres termes, la sommation des signaux peut être optique ou électrique. Le magnétomètre de la figure 2 A peut compren- dre en outre des moyens 44 aptes à commander le généra- teur 42, comme il est décrit plus loin en liaison avec les figures 4 à 6. il peut comprendre également un circuit 29 apte à faire la moyenne des amplitudes de signaux électriques. Le schéma de la figure 3 explique le fonctionnement de ce dispositif Le générateur 42 délivre trois tensions U 1, U 2, U 3 qui commandent le multiplexeur optique 4 U (première ligne) Selon la tension appliquée, un faisceau parmi trois (FP 1, FP 2 ou FP 3) est émis en sortie du multiplexeur (deuxième ligne) Pour chacun de ces faisceaux, le signal électrique de résonance établi dans le circuit 20, 22, 24 possède une certaine amplitude, respectivement A 1, A 2, A 3 (troisième ligne) Ces amplitudes sont plus ou moins grandes, selon que la direction ou la polarisation du faisceau D 1, D 2, D 3 par rapport au champ Bo à mesurer est favorable ou non Un circuit tel que 25, apte à effectuer la moyenne des signaux, délivre un signal d'amplitude moyenne Am (dernière ligne), qui est le signal dont on mesure la fréquence F. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 4, le magnétomètre comprend un moyen 76 apte à délivrer une valeur de consigne Ac, un compara- teur 78 qui reçoit, sur une première entrée e+, l'amplitude A du signal détecté, et, sur une seconde entrée e-, la valeur de consigne Ac Ce comparateur 78 possède une sortie S reliée au générateur 42. L'état logique de la sortie S (par exemple " 1 "),obtenu lorsque l'amplitude mesurée A est inférieure à la valeur de consigne Ac, a pour effet de commander l'application sur le générateur 42 d'une tension apte à maintenir le multiplexage L'apparition de l'autre état logique sur cette sortie (" 0 "), lorsque l'amplitude mesurée A excède la valeur de consigne Ac, a pour effet d'arrêter le multiplexage et de conserver le faisceau correspondant soit maintenu. Dans ces variantes illustrées par les figures 2 A, 2 B, 4, le multiplexage s'effectue de façon auto- nome, sans recours à des moyens auxiliaires Dans une autre série de variantes, le multiplexage est piloté à partir de moyens annexes, schématisés par le bloc 44 de la figure 2 A Plusieurs modes de réalisa- tion sont prévus. Le premier est illustré sur la figure 5. Il correspond à l'utilisation d'un magnétomètre directionnel 46, par exemple à trois "flux-gates" ou à RPE (Résonance Paramagnétique Electronique), donnant des informations sur la direction du champ ambiant Bo par rapport à trois axes Ox, Oy, Oz Un circuit 48 traite ces informations et calcule l'orientation optimale de la direction du faisceau (compte tenu de sa polarisation) correspondant à cette direction du champ ambiant Il commande en conséquence le générateur 42 pour que le multiplexeur 40 sélectionne le faisceau dont la direction est la plus approchée. Selon un autre mode de réalisation illustré, sur la figure 6, on utilise une disposition décrite -mais utilisée dans un autre but dans la demande de brevet français déposée simultanément par le présent 1 1 Demandeur pour "Magnétomètre à résonance magnétique et à enroulements d'excitation multiplexés" Cette disposition consiste à munir la cellule 10 de trois enroulements de détection 20 x, 20 y, 2 Uz disposes autour de la cellule 10 avec des axes d'orientations différen- tes entre eux (par exemple en trièdre trirectangle). Ces enroulements sont mis en circuit séquentiellement par un multiplexeur électrique 50 comprenant un généra- teur d'impulsions de multiplexage 52 et des interrup- teurs 54. L'utilisation de plusieurs enroulements multiplexés permet d'obtenir plusieurs signaux de résonance dont les fréquences respectives Ax, Ay, Az dépendent des orientations relatives du champ am- biant par rapport aux axes des enroulements La connaissance de ces fréquences permet de déterminer l'orientation du champ. L'orientation du champ étant connue, la direction optimale du faisceau lumineux s'en déduit. C'est le rôle du circuit de calcul 45 de déterminer cette direction et de délivrer au générateur 42 le signal de commande approprié au multiplexeur optique 40. A cet égard, on pourra consulter l'article de COHEN-TANNOUDJI publié dans les Annales de Physique 7, 1962, pp 423-429 qui donne l'amplitude du signal en fonction des angles relatifs entre le faisceau et le champ. 3 U Comme indiqué plus haut, les polarisations des faisceaux peuvent être quelconques Elles peuvent même être modifiées en cours de fonctionnement Sur la figure 7, on voit ainsi un moyen 80 capable d'agir sur les polariseurs P 1, P 2, P 3 insérés dans les guides optiques F 01, F 02, F 03. Un polariseur circulaire pouvant être consti- tué a'un polariseur rectiligne et d'une lame quart a'onde, le moyen d O est par exemple capable de faire tourner la lame quart d'onde de 900, pour passer d'un polarisation circulaire droite à une polarisation circulaire gauche, ou de 450 pour obtenir une polarisa- tion rectiligne Le moyen d U peut aussi escamoter la lame quart d'onde ou le polariseur rectiligne. Si le laser 14 émet un rayonnement l U intrinsèquement polarisé rectilignement, les polariseurs P 1, P 2, P 3 peuvent être supprimes, sauf si l'on veut faire tourner le plan de polarisation ou passer en polarisation circulaire. Le choix du nombre N de faisceaux dépend de l'isotropie recherchée, du mode de détection, du type de polarisation et de la complexité tolérée pour le dispositif Un nombre N égal à 3 semble un minimum. A titre d'exemple: 2 U a) dans le -cas d'une détection transverse à polarisation circulaire, le nombre N sera égal à trois avec des directions de faisceaux disposées en trièdre trirectangle C'est ce qui est représenté symboliquement sur la figure a, partie a, o ces direc- tions sont notées Dx, Dy, Dz Cette disposition permet d'obtenir une isotropie d'amplitude de 57 % (l'isotropie étant définie comme le rapport de l'amplitude minimum à l'amplitude maximum), b) dans le cas d'une détection longitudinale 3 U à polarisation rectiligne, un nombre N égal à 5 semble convenable, conformément à la figure 8, partie b. Trois des directions de polarisation sont en trièdre trirectangle (Dx, Dy, Dz) et les deux autres (Dxy, Dxz) sont dans des plans définis par deux des trois directions Dx, Dy, Dz et à 45 desaites directions. On observera que l'angle dont i L est question dépend du type de polarisation employé: lorsque la polarisation est circulaire, l'angle en question est l'angle que le champ à mesurer fait avec la direction de propagation du faisceau lumineux; lorsque la polarisation est rectiligne, il s'agit de l'angle que le champ à mesure fait avec la direction de polarisation. REVENDICATIONS 1 Magnétomètre à résonance et à pompage optique comportant une cellule ( 10) remplie d'un gaz ( 12) présentant un rapport gyromagnétique Y, une source lumineuse ( 14) émettant un faisceau lumineux, des moyens ( 20 à 25) de détection d'un signal élec- trique de résonance (S) à une fréquence de LARMOR F=Bo o Bo est un champ magnétique ambiant dans lequel plonge la cellule ( 10) et qui est le champ à mesurer, un moyen ( 26) pour mesurer cette fréquence, l'amplitude du champ magnétique ambiant se déduisant de la fréquen- ce F par la relation Bo=F/6, ce magnétomètre étant caractérisé par le fait qu'il comprena un multiplexeur optique ( 40, 42) recevant le faisceau lumineux émis par la source ( 14) et déli- vrant successivement N faisceaux lumineux (F 1, F 2, ), N étant un entier au moins égal à 2, ces N fais- ceaux (F 1, F 2,) traversant N moyens de polarisation (P 1, P 2,) et étant injectés ensuite dans la cellule ( 10) selon N directions ou polarisations différentes (D 1, D 2,) pour y pomper optiquement le gaz, les moyens de détection du signal électrique de résonance délivrant successivement n signaux correspondant aux N faisceaux de pompage optique. 2 Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un moyen ( 76) apte à délivrer une valeur de consigne (Ac), un comparateur ( 78) recevant, sur une première entrée (e+), l'amplitude (A) du signal détecté, et, sur une seconde entrée (e-), la valeur de consigne (Ac), ce comparateur ( 78) ayant une sortie (s) reliée au générateur de commande ( 42) du multiplexeur ( 4 U), le premier état logique de cette sortie (s), obtenu lorsque l'amplitude mesurée (A) est inférieure à la valeur de consigne (Ac), commandant le générateur ( 12) pour le multiplexage des faisceaux optiques et un second état logique de cette sortie (s), obtenu lorsque l'amplitude mesurée (A) excède la valeur de consigne (Ac), commandant l'arrêt du générateur ( 42) et du multiplexage. 3 Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le multiplexeur ( 40, 42) est commandé par des moyens ( 44) sensibles à l'orienta- tion du champ ambiant et capables de déterminer lequel des N faisceaux est le mieux adapté à la mesure du champ ambiant compte tenu de l'orientation de celui-ci, ce moyen commandant le multiplexeur ( 40, 42) pour qu'il n'émette que le faisceau le mieux adapté. 4 Magnétomètre selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens ( 44) sensibles à l'orientation du champ sont constitués par un magné- tomètre directionnel. Magnétomètre selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens ( 44) sensibles à l'orientation du champ sont constitués par: un ensemble de trois enroulements d'excita- tion ( 20 x, 20 y, 2 Uz) disposes autour de la cellule ( 1 U) et d'axes différents, un multiplexeur électrique ( 50) mettant en circuit séquentiellement ces enroulements ( 20 x, 2 Uy, 2 Uz), un circuit ( 44) de traitement du signal de détection obtenu avec ces trois enroulements, ce circuit ( 44) déterminant celui des N faisceaux qui est le mieux adapté à la mesure du champ. 6 Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un seul photodé- tecteur ( 24) recevant les N signaux lumineux ayant traversé la cellule ( 10). 7 Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend N photorécep- teurs ( 24/1, 24/2,) sensibles respectivement aux n faisceaux lumineux (F'I 1, F'2,) ayant traversé la cellule ( 10) et un additionneur ( 27) des N signaux délivrés par les N photorécepteurs. 8 Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les N faisceaux lumineux délivrés par le multiplexeur ( 40) sont guides respecti- vement par N fibres optiques (F 01, F 02, F 03). 9 Magnétomètre selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les N faisceaux lumineux ayant traversé la cellule ( 10) sont guides respective- ment vers le (ou les) photodétecteur(s) ( 24, 24/1, 24/2) par N fibres optiques. 10 Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque polariseur (P 1, P 2, P 3) associé à chaque faisceau est un polariseur rectiligne. 11 Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque polariseur (P 1, P 2, P 3) associé à chaque faisceau est un polariseur circulaire. 12 Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que certains polariseurs sont des polariseurs rectilignes et d'autres des polariseurs circulaires. 13 Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le nombre N de faisceaux est égal à 3. 14 Magnétomètre selon la revendication 13, caractérisé par le fait que les trois faisceaux ont des polarisations circulaires et des directions orthogonales deux à deux (Dx, Dy, Dz). Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le nombre N de faisceaux injectés est égal à 5. 16 Magnétomètre selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les cinq faisceaux ont des polarisations rectilignes, les directions de trois d'entre elles formant un trièdre trirectangle (Dx, Dy, Dz) et les directions des deux autres (Dxy, Dxz) étant dans deux plans définis par deux desdites trois directions et à 45 desdites directions (Dxy) (Dxz). 17 Magnétomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens ( 80) pour modifier la polarisation (en direction et/ou en nature) sur chaque faisceau lumineux injecté dans la cellule. 18 Magnétomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que le gaz ( 12) de la cellule ( 10) est de l'hélium. 19 Magnétomètre selon la revendication 18, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens ( 30, 32, 33) pour créer une décharge haute fréquence dans la cellule d'hélium ( 10). Magnétomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé par le fait que la source lumineuse ( 14) est un laser.