両端に開口部を有する筒状に形成された磁気シールドと、内部に気体原子が封入され、前記磁気シールドの中空の領域に配置されるガスセルと、電場の振動方向が前記磁気シールドの軸の方向に合うように調整された直線偏光を含む照射光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、当該磁気シールドの軸に垂直な方向に沿って照射する照射手段と、前記照射手段により照射され、前記気体原子を透過した照射光の偏光面の回転角度を計測する計測手段とを具備することを特徴とする磁場計測装置。前記照射手段は、前記照射光を光ファイバーによってガスセルに導くことを特徴とする請求項1に記載の磁場計測装置。両端に開口部を有する筒状に形成された磁気シールドと、内部に気体原子が封入され、前記磁気シールドの中空の領域に配置されるガスセルと、円偏光成分を含むポンプ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記磁気シールドの軸に平行な方向に沿って照射するポンプ光照射手段と、直線偏光を含むプローブ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記磁気シールドの軸に垂直な方向に沿って照射するプローブ光照射手段と、前記プローブ光照射手段により照射され、前記気体原子を透過したプローブ光の偏光面の回転角度を計測する計測手段とを具備することを特徴とする磁場計測装置。前記ポンプ光照射手段は、前記ポンプ光を光ファイバーによってガスセルに導き、前記プローブ光照射手段は、前記プローブ光を光ファイバーによってガスセルに導くことを特徴とする請求項3に記載の磁場計測装置。しかしながら、特許文献1に開示された磁力計では、計測すべき磁場方向以外の方向に外乱となる磁場が存在すると、感度が低下するという問題がある。本発明は、計測すべき磁場方向以外の方向に存在する外乱の磁場の影響を抑制して磁場を計測することを目的とする。上述した課題を解決するため、本発明に係る磁場計測装置は、両端に開口部を有する筒状に形成された磁気シールドと、内部に気体原子が封入され、前記磁気シールドの中空の領域に配置されるガスセルと、電場の振動方向が前記磁気シールドの軸の方向に合うように調整された直線偏光を含む照射光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、当該磁気シールドの軸に垂直な方向に沿って照射する照射手段と、前記照射手段により照射され、前記気体原子を透過した照射光の偏光面の回転角度を計測する計測手段とを具備することを特徴とする。この構成によれば、計測すべき磁場方向以外の方向に存在する外乱の磁場の影響を抑制して磁場を計測することができる。好ましくは、前記照射手段は、前記照射光を光ファイバーによってガスセルに導くとよい。この構成によれば、光ファイバーによって照射光をガスセルに導かない場合に比較して、照射手段の大きさや配置についての制約を減らすことができる。また、本発明に係る磁場計測装置は、両端に開口部を有する筒状に形成された磁気シールドと、内部に気体原子が封入され、前記磁気シールドの中空の領域に配置されるガスセルと、円偏光成分を含むポンプ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記磁気シールドの軸に平行な方向に沿って照射するポンプ光照射手段と、直線偏光を含むプローブ光を、前記ガスセルに封入された気体原子に対して、前記磁気シールドの軸に垂直な方向に沿って照射するプローブ光照射手段と、前記プローブ光照射手段により照射され、前記気体原子を透過したプローブ光の偏光面の回転角度を計測する計測手段とを具備することを特徴とする。この構成によれば、計測すべき磁場方向以外の方向に存在する外乱の磁場の影響を抑制して磁場を計測することができる。好ましくは、前記ポンプ光照射手段は、前記ポンプ光を光ファイバーによってガスセルに導き、前記プローブ光照射手段は、前記プローブ光を光ファイバーによってガスセルに導くとよい。この構成によれば、光ファイバーによってポンプ光およびプローブ光をガスセルに導かない場合に比較して、ポンプ光照射手段およびプローブ光照射手段の大きさや配置についての制約を減らすことができる。1.第1実施形態1-1.構成図1は、本発明の第1実施形態に係る磁場計測装置9の全体構成を示す図である。磁場計測装置9は、ポンプ光の照射をプローブ光の照射によって兼ねる、いわゆるワンビーム方式の計測装置である。照射部1は、光源11と変換部12とを備える。光源11は、後述するガスセル2に封入された原子の超微細構造準位の遷移に対応した周波数のレーザーを発生させるレーザー発生装置である。変換部は偏光板などを備え、光源11が発生させたレーザーを所定方向の直線偏光成分を有する照射光に変換する。光源11により発生し変換部12により変換された照射光は、例えば光ファイバーなどにより導かれてガスセル2に照射される。なお、例えば照射部1を後述する磁気シールド7の内側に配置することによって、上述の照射光は、光ファイバーなどを介さずに直接、照射手段などから照射されてもよいが、光ファイバーなどにより照射光を導くことにより、照射部1の大きさや配置などの制約が少なくなる。ガスセル2は、カリウムKやセシウムCsなどのアルカリ金属原子が封入されたガラス製のセル素子である。ガスセル2は、照射部1から照射された上述の照射光を透過させる。ガスセル2を透過した上述の照射光は、光ファイバーなどにより偏光分離器3に導かれる。なお、ガスセル2の材質はガラスに限られず、照射光を透過する材質であれば、樹脂などであってもよい。また、ガスセル2を透過した上述の照射光は、光ファイバーなどを介さずに直接、照射手段などから照射されてもよい。偏光分離器3は、ガスセル2を透過した上述の照射光を偏光方向に基づいて分離する。具体的には、偏光分離器3は、変換部12により変換される前の照射光に含まれる上述の直線偏光成分と同じ向きの直線偏光成分を透過させ、この直線偏光成分の偏光方向に垂直な方向の偏光成分を有する光を反射させる。受光部4は、透過光受光素子41と反射光受光素子42とを有する。偏光分離器3を透過した透過光は、透過光受光素子41により受光され、偏光分離器3を反射した反射光は、反射光受光素子42により受光される。透過光受光素子41および反射光受光素子42は、いずれも受光した光の量に応じた信号を発生し、信号処理回路5に供給する。信号処理回路5は、透過光受光素子41および反射光受光素子42にから上述の信号をそれぞれ受け取る。そして、信号処理回路5は、受け取った各信号に基づいて、照射部1により照射された照射光に含まれる直線偏光成分がガスセル2を透過して回転した回転量、すなわち、偏光面の回転角度を計測する。偏光分離器3、受光部4、および信号処理回路5は、照射手段1により照射され、気体原子を透過した照射光の偏光面の回転角度を計測する計測手段として機能する。表示装置6は、信号処理回路5により計測された偏光面の回転角度を表示する。図1に二点鎖線で示す磁気シールド7は、両端に開口部を有する筒状に形成されたシールドであり、外部の領域の磁場が中空の領域に侵入することを抑制する。なお、図1に表された磁気シールド7は、照射部1、ガスセル2、および偏光分離器3に対する配置を示すものではない。磁気シールド7の材質は、パーマロイ、鉄クロムコバルト系の各アモルファス材、フェライト焼結体などの各磁性体材料を含む。図2は、磁気シールド7の外観を示す図である。以下、図において、磁場計測装置9の各構成の配置を説明するため、各構成が配置される空間をxyz右手系座標空間として表す。また、図に示す座標記号のうち、内側が白い円の中に黒い円を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表している。また、内側が白い円の中に交差する2本の線分を描いた記号は、紙面手前側から奥側に向かう矢印を表している。空間においてx軸に沿う方向をx軸方向という。また、x軸方向のうち、x成分が増加する方向をx方向といい、x成分が減少する方向を-x方向という。同様に、y、z成分についても、y軸方向、y方向、-y方向、z軸方向、z方向、-z方向を定義する。なお、以下の説明において、或る方向が或る軸に沿っているとは、その或る方向がその或る軸と完全に平行である場合を含むが、これに限定されず、同様の効果を生じさせるのであれば、平行と見なすことができる場合も含む。平行と見なすことができる場合とは、例えば両者の成す角が±2度の範囲に入っているといった場合である。図2に示すように、磁気シールド7の両端の開口部を結ぶ軸は、y軸方向に沿っている。磁気シールド7の中空の領域には、ガスセル2が配置される。この磁場計測装置9は、変換部12によって変換された照射光に含まれる直線偏光の電場の振動方向が、磁気シールド7の軸の方向に合うように構成されている点に特徴を有する。1-2.動作図3は、いわゆるワンビーム方式の計測装置により磁場を計測する原理を説明するための図である。ワンビーム方式の計測装置において、ガスセルに封入された気体原子に直線偏光が照射されると、気体原子が光ポンピングされ、エネルギーが変化した際に生じる磁気モーメントの確率分布は、球形の原点対称な分布から変化する。例えば、超微細構造準位F→F ́=F-1のエネルギー遷移のときにおいて、気体原子の磁気モーメントの確率分布はその直線偏光の振動の向きに沿って伸びる領域R1に応じた形状となる。この確率分布をアライメントという。すなわち、図3aに示すように、例えば電場の振動方向がy方向に平行な矢印D0方向に沿っている直線偏光を、x方向に向けて照射すると、この直線偏光が透過する気体原子には、y軸方向に沿った領域R1に分布するアライメントが生じる。気体原子を透過すると、線形二色性により直線偏光の偏光面は回転する。図3bには、-x方向に直線偏光の電場の振動方向を見たときの偏光面の回転角度αが示されている。この回転角度αが、x方向の磁場の強さと相関があるため、この回転角度αを計測することにより、ガスセル2の内部におけるx軸方向の磁場の強さが求まる。なお、ワンビーム方式において、測定する磁場の方向DMは、光を照射する方向図3ではx方向となる。ここで、本発明に係る磁場計測装置9の上述した特徴を説明するために、この特徴を有していない計測装置の動作を説明する。図4は、磁場計測装置9の特徴を有していない計測装置による磁場の計測を説明するための図である。この計測装置は、磁場計測装置9と共通の構成を備えているが、照射光に含まれる直線偏光の電場の振動方向が、磁気シールドの軸の方向に合うように構成されていない。例えば、この計測装置において磁気シールドの軸は図4に示すy軸方向に沿っており、測定すべき磁場の方向DMがx方向であるため、直線偏光成分を有する照射光はx方向に向けて照射される。照射される直線偏光は、その電場の振動方向が、磁気シールドの軸の方向y軸方向に合わないようになっている。具体的には、上記の振動方向は、z軸方向に平行である。したがって、ガスセル中の気体原子には、図4aに破線で示した領域Raにアライメントが発生する。このアライメントは、z軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、z軸方向に沿って伸びている。この計測装置は、y軸方向に沿って軸が配置されている磁気シールドを有するので、x軸方向やz軸方向、およびこれらを合成した方向に沿った外乱の磁場は防がれる可能性が高いが、y軸方向に沿った外乱の磁場は、中空の領域に影響し易い。ガスセル中の気体原子に発生した上述のアライメントは、y軸方向に沿った外乱の磁場を受けると、y軸に平行な軸を中心に回転する。すなわち、アライメントは回転し、図4aに実線で示す領域Rbに応じた姿勢となる。図4bには、y方向に向かって見たアライメントが示されている。このように、本来、領域Raに発生していたアライメントは、磁気シールドによって防ぎきれなかったy軸方向の磁場に影響され、矢印D4方向に回転し、領域Rbに応じた姿勢となる。図4cには、気体原子を透過した照射光を計測する側、すなわち、x方向の側から、気体原子の存在する側、すなわち、-x方向の側を見たときのアライメントが示されている。-x方向に向かって見て、外乱の磁場による回転後のアライメントの形状を示す領域Rbは、回転前のアライメントの形状を示す領域Raに比べて長さが短くなっている。すなわち、領域Raのz軸方向の長さは、L0であるのに対し、領域Rbのz軸方向の長さは、L0よりも短いL1である。したがって、この計測装置において、気体原子を透過した照射光を計測する側から見たアライメントは、外乱の磁場に影響されて小さくなる。その結果、この計測装置の感度は、外乱の磁場の影響によって低下する。一方、図5は、本発明に係る磁場計測装置9による磁場の計測を説明するための図である。磁場計測装置9において磁気シールド7の軸は図5に示すy軸方向に沿っており、測定すべき磁場の方向DMがx方向であるため、直線偏光成分を含む照射光はx方向に向けて照射される。照射される直線偏光は、その電場の振動方向が、磁気シールドの軸の方向y軸方向に合うようになっている。したがって、ガスセル中の気体原子には、図5aに示した領域R1にアライメントが発生する。このアライメントは、y軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、y軸方向に沿って伸びている。なお、このアライメントはx軸を中心にラーマ回転しており、そのため、回転対称はy軸からずれている。しかし、その変位は外乱磁場の大きさに比較して僅かであるため、このアライメントは、y軸を中心としてほぼ回転対称の形状と見なせる。磁場計測装置9は、y軸方向に沿って軸が配置されている磁気シールド7を有するので、y軸方向に沿った外乱の磁場は、x軸方向やz軸方向に沿った外乱の磁場よりも中空の領域に影響し易い。ガスセル2内の気体原子に発生した上述のアライメントは、y軸方向に沿った外乱の磁場を受けると、y軸方向を軸として回転する。すなわち、アライメントは図5aに示す矢印D5方向に回転する。図5bには、y方向に向かって見たアライメントが示されている。上述したとおり、領域R1に発生したアライメントは、y軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、y軸方向に沿って伸びているので、y軸を中心とする弧の軌跡に沿った矢印D5方向に回転しても、その形状はほとんど変化しない。したがって、図5cに示すように、-x方向に向かって見て、アライメントの形状の長さは、外乱の磁場によって回転する前後でほとんど変わらない。すなわち、回転前のアライメントの長さL0は、回転後のアライメントの長さL1とほぼ同じである。したがって、この磁場計測装置9の感度は、外乱の磁場に影響され難い。2.第2実施形態2-1.構成図6は、本発明の第2実施形態に係る磁場計測装置9Aの全体構成を示す図である。磁場計測装置9Aは、ポンプ光の照射装置とプローブ光の照射装置とを分離した、いわゆるツービーム方式の計測装置である。磁場計測装置9Aは、照射部1に代えてプローブ光照射部1Aを具備している点と、ポンプ光照射部8を具備している点が、第1実施形態の磁場計測装置9と異なり、他の構成は共通している。なお、図6に表された磁気シールド7は、プローブ光照射部1A、ガスセル2、ポンプ光照射部8、および偏光分離器3に対する配置を示すものではない。以下、磁場計測装置9Aについて、主に磁場計測装置9と異なる点を説明する。プローブ光照射部1Aは、光源11Aおよび変換部12Aを備える。光源11Aは光源11であってもよく、変換部12Aは変換部12であってもよいが、プローブ光照射部1Aによって照射されるプローブ光の波長は、不必要なポンピングを避けるためにガスセル2に封入された気体原子の共鳴周波数から離れていることが望ましい。また、プローブ光に含まれる成分は、全成分に占める直線偏光の割合が高いほど望ましい。ただし、プローブ光は、直線偏光成分を有していれば、他の偏光成分を含有していてもよい。光源11Aにより発生し変換部12Aにより変換されたプローブ光は、例えば光ファイバーなどにより導かれてガスセル2に照射される。なお、例えばプローブ光照射部1Aを磁気シールド7の内側に配置することによって、プローブ光は、光ファイバーなどを介さずに直接、ガスセル2に照射されてもよい。ポンプ光照射部8は、光源81および変換部82を備える。光源81は、ガスセル2に封入された原子の超微細構造準位の遷移に対応した周波数のレーザーを発生させるレーザー発生装置である。すなわち、光源81は、ガスセル2に封入された気体原子を励起できる波長に同調するレーザーを発生する。変換部82は、円偏光フィルターなどを備え、光源81が発生させたレーザーを、円偏光成分を有するポンプ光に変換する。光源81により発生し変換部82により変換されたポンプ光は、例えば光ファイバーなどにより導かれてガスセル2に照射される。ポンプ光は、プローブ光とガスセル2の内部で交差するように照射される。なお、例えばポンプ光照射部8を磁気シールド7の内側に配置することによって、ポンプ光は、光ファイバーなどを介さずに直接、ガスセル2に照射されてもよい。磁場計測装置9Aは、変換部82によって変換されたポンプ光の入射方向が、磁気シールド7の軸の方向に合うように構成されている点に特徴を有する。2-2.動作図7は、いわゆるツービーム方式の計測装置により磁場を計測する原理を説明するための図である。ツービーム方式の計測装置において、ガスセルに封入された気体原子にポンプ光が照射されると、気体原子が光ポンピングされ、エネルギーが変化した際に生じる磁気モーメントの確率分布は、そのポンプ光の入射方向に沿って伸びる領域R2に応じた形状となる。この確率分布をオリエンテーションという。そして、オリエンテーションが形成されることにより生じる磁化の向きを表すベクトル以下、磁化ベクトルMというは、オリエンテーションの向きとなる。この場合、ポンプ光の照射方向が磁化ベクトルMの方向となる。図7に示すように、例えば矢印D7方向の円偏光成分を有するポンプ光を矢印Dp方向y方向に向けて照射すると、このポンプ光が透過する気体原子には、y方向に伸びる領域R2に分布するオリエンテーションが形成され、y方向の磁化ベクトルMが生じる。そして、電場の振動方向が矢印D0方向に沿っている直線偏光成分を有するプローブ光を矢印Dr方向x方向に向けて照射すると、矢印Dp方向y方向、および矢印Dr方向x方向にそれぞれ垂直な矢印DM方向-z方向を中心にオリエンテーションがラーマ回転する。これにより、磁化ベクトルMはz軸を中心に回転するが、このとき以下の2つの現象が生じる[現象a]オリエンテーション磁化ベクトルMをポンプ光の方向に戻そうとする現象。[現象b]オリエンテーションを光ポンピング前の球状の原点対称に緩和させる現象。これにより磁化ベクトルMは、xy平面上において渦巻き状の軌跡を描く。図8は、磁化ベクトルMの軌跡を説明する図である。例えば、図7に示した構成において、磁化ベクトルMは、矢印DM方向-z方向に見たxy平面上において図8aに示す軌跡TMを描く。そして、上述したプローブ光の偏光面は、ファラデー効果によりオリエンテーションを透過して回転する。したがって、この偏光面の回転角度を計測することにより、ガスセル2の内部における矢印DM方向-z方向の磁束密度が求まる。例えば、磁化ベクトルMが図8aに示す軌跡TMを描くとき、x方向の磁化の期待値<MX>は、特定の値として現れる。横軸に磁束密度Bを、縦軸に磁化の期待値<MX>をそれぞれ表すと、図8bに示すような出力波形が得られる。この波形における原点近傍の線形的に変化している部分図中ΔBの範囲の出力を読み取ることによって測定すべき磁束密度Bがわかる。なお、磁化の期待値<MX>と磁束密度Bとの関係式は以下のようになる。ここで、Γgは緩和速度であり、緩和時間Tの逆数で与えられる。そして緩和時間Tは、縦緩和時間T1および横緩和時間T2により、1/T=1/T11/T2で表される。また、ラーモア角周波数をωL[rad/s]とし、磁気回転比をγ[rad/sT]とし、磁束密度をB[T]とすると、ωL=γBが成り立つ。磁化Mは、磁気モーメントの単位体積あたりの総和であるから比例定数Cは原子密度nに比例するパラメータと考える。ここで、本発明に係る磁場計測装置9Aの上述した特徴を説明するために、この特徴を有していない計測装置の動作を説明する。図9は、磁場計測装置9Aの特徴を有していない計測装置による磁場の計測を説明するための図である。この計測装置は、磁場計測装置9Aと共通の構成を備えているが、ポンプ光の入射方向Dpが、磁気シールド7の軸の方向に合うように構成されていない。例えば、この計測装置において磁気シールドの軸は図9に示すy軸方向に沿っており、円偏光成分を有するポンプ光はz方向に向けて照射される。つまり、照射されるポンプ光の入射方向Dpz方向は、磁気シールドの軸の方向y軸方向に合わないようになっている。したがって、ガスセル中の気体原子には、図9aに破線で示した領域Rcにオリエンテーションが発生する。このオリエンテーションは、z軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、z軸方向に沿って伸びている。この計測装置は、y軸方向に沿って軸が配置されている磁気シールドを有するので、x軸方向やz軸方向、およびこれらを合成した方向に沿った外乱の磁場は防がれる可能性が高いが、y軸方向に沿った外乱の磁場は、中空の領域に影響し易い。ガスセル中の気体原子に発生した上述のオリエンテーションは、y軸方向に沿った外乱の磁場を受けると、y軸に平行な軸を中心に回転する。すなわち、オリエンテーションは回転し、図9aに実線で示す領域Rdに応じた姿勢となる。図9bには、y方向に向かって見たオリエンテーションが示されている。このように、本来、破線で示す領域Rcに発生していたオリエンテーションは、磁気シールドによって防ぎきれなかったy軸方向の磁場に影響され、矢印D8方向に回転し、領域Rdに応じた姿勢となる。ここで、図9に示す例では、矢印DM方向-x方向の磁束密度を測定するために、矢印Dr方向y方向に向けてプローブ光を照射する。すなわち、ガスセルの-y方向からプローブ光が照射され、ガスセルのy方向に透過したプローブ光の偏光面の回転角度が計測手段偏光分離器3、受光部4、信号処理回路5によって計測される。図9bに示したように、y方向に沿って見るとオリエンテーションはy軸方向に沿った外乱の磁場を受け、領域Rcから領域Rdに回転しているので、磁化ベクトルMも-x方向に回転している。そのため、磁化ベクトルMは上述した図8aと異なる軌跡を描くこととなり、磁化の期待値も異なる値となるため、出力波形は外乱の磁場の影響が加味された波形となる。したがって、この場合の計測は、外乱磁場に影響を受け易い。一方、図10は、本発明に係る磁場計測装置9Aによる磁場の計測を説明するための図である。磁場計測装置9Aにおいて磁気シールド7の軸は、図10に示すy軸方向に沿っており、円偏光成分を有するポンプ光はy方向に向けて照射される。つまり、照射されるポンプ光の入射方向Dpy方向は、磁気シールドの軸の方向y軸方向に合うようになっている。したがって、ガスセル中の気体原子には、図10aに示した領域R2にオリエンテーションが発生する。このオリエンテーションは、y軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、y軸方向に沿って伸びている。なお、ここでは、矢印Dr方向x方向に向けてプローブ光が照射され、矢印DM方向-z方向の磁場が測定される。磁場計測装置9Aにおいて、y軸方向に沿って軸が配置されている磁気シールド7を有するので、y軸方向に沿った外乱の磁場は、中空の領域に影響し易い。ガスセル2内の気体原子に発生した上述のオリエンテーションは、y軸方向に沿った外乱の磁場を受けると、y軸方向を軸として回転する。すなわち、オリエンテーションは図10aに示す矢印D9方向に回転する。図10bには、y方向に向かって見たオリエンテーションが示されている。上述したとおり、領域R2に発生したオリエンテーションは、y軸を中心としてほぼ回転対称の形状であり、y軸方向に沿って伸びているので、y軸を中心とする弧の軌跡に沿った矢印D9方向に回転しても、その形状はほとんど変化しない。したがって、図10cに示すように、矢印DM方向-z方向に見たxy平面上において、オリエンテーションの形成によって生じる磁化ベクトルMの方向は、外乱の磁場によってオリエンテーションが回転する前後で変わらない。したがって、この場合、直線偏光成分を有するプローブ光を矢印Dr方向x方向に向けて照射すると、磁化ベクトルMは図8aに示したような軌跡を描き、磁束密度が求まる。すなわち、この磁場計測装置9Aの感度は、外乱の磁場に影響され難い。