The utility model relates to a non commutative quantum geometric phase NV center gyroscope, including angular rate sensing unit (3), the angular rate sensing unit includes a shielding box shell (303), the shielding box is opened on the outer shell of the incident laser (305), export the shielding box shell through a coil base (308 the installation of three axis) Helmholtz coil (307); the three axis Helmholtz diamond in the coil bracket (309) installed with cluster NV center of the diamond (302), RF microwave antenna installation of the diamond bracket (301), the diamond in diamond bracket installed around the photodiode (311). The application of atomic excitation, quantum control technology, laser, microwave and RF magnetic field, under the regulation of the NV center level, by testing the frequency locking technology transition and fluorescence quantity changes of population were collected and read, the development of high performance non commutative quantum geometric phase NV center gyroscope.
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及固态金刚石NV色心非交换量子几何相位检测,具体为一种核磁共振原子陀螺仪。
技术介绍
原子陀螺是近几年发展起来的新技术,主要通过激光抽运的方式对目标电子进行极化来感知外部载体转动(自旋极化)。依靠目标原子自旋制成的陀螺具有体积小、灵敏度高等优点,是未来陀螺技术发展的新方向。世界各国对核磁共振陀螺(NMRG)的研制主要有室温光泵浦NMRG和低温超导NMRG两个方向。室温光泵浦NMRG早在1960年美国就开始进行深入的研究,开发了工作介质、激发系统等关键技术,研制了原理验证样机;同时,Stanford大学、ARE(Slough)和Sussex大学、Princeton大学等在低温超导NMRG的研发中取得了很大的成绩;美国DARPA机构(美国国防部先进研究项目局)提出了Micro- PNT发展战略(Microtechnology for Positioning,Navigation,and Time),通过将芯片级的原子钟与微惯性测量单元(IMU)技术融合的手段,来降低系统尺寸、重量和功耗,发展集微型位置定位、导航与授时于一体的集成系统。诺斯罗普·格鲁门公司获得NGIMG全程支持,他们所研制的NMRG陀螺样机精度已经达到了0.02°/h,随机游走达到了0.005°/h1/2,体积达到了10cm3。这些研究标志着高精度、微小型陀螺技术取得重大突破,成为了世界上达到导航级精度中,体积最小的陀螺。金刚石氮空位色心(NV色心)陀螺是结合量子操控、量子材料、半导体激光和微纳集成技术提出来的最新型固态原子陀螺,是近几年发展起来的原子陀螺技术,国内外还处于原理验证阶段 ...
【技术保护点】
一种非交换量子几何相位NV色心陀螺,其特征在于:包括角速率敏感单元(3),所述角速率敏感单元(3)包括屏蔽箱外壳(303),所述屏蔽箱外壳(303)上开设激光入射口(305),所述屏蔽箱外壳(303)内通过线圈底座(308)安装三轴亥姆霍兹线圈(307);所述三轴亥姆霍兹线圈(307)内通过金刚石支架(309)安装含有集群NV色心的金刚石(302),所述金刚石支架(309)上安装微波‑射频天线(301),所述金刚石支架(309)上位于金刚石四周安装光电二极管(311);所述三轴亥姆霍兹线圈(307)通过同轴电缆(306)与外部的磁场控制器(16)相连;所述光电二极管(311)收集金刚石的荧光后,经过外部的滤波器(15)滤波后,经由锁相放大器(12)锁定,并通过示波器(13)读取荧光信号电压值;包括激光器(4),所述激光器(4)发出的激光,通过双色镜(6)和反射镜(7),再经过声光调制器(8)入射到角速率敏感单元(3)的激光入射口(305)照射在含有集群NV色心的金刚石(302)上;包括微波源(10)和射频源(11),所述微波源(10)发出的微波信号和射频源(11)发出的射频信号分别经过 ...
【技术特征摘要】
1.一种非交换量子几何相位NV色心陀螺,其特征在于:包括角速率敏感单元(3),所述角速率敏感单元(3)包括屏蔽箱外壳(303),所述屏蔽箱外壳(303)上开设激光入射口(305),所述屏蔽箱外壳(303)内通过线圈底座(308)安装三轴亥姆霍兹线圈(307);所述三轴亥姆霍兹线圈(307)内通过金刚石支架(309)安装含有集群NV色心的金刚石(302),所述金刚石支架(309)上安装微波-射频天线(301),所述金刚石支架(309)上位于金刚石四周安装光电二极管(311);所述三轴亥姆霍兹线圈(307)通过同轴电缆(306)与外部的磁场控制器(16)相连;所述光电二极管(311)收集金刚石的荧光后,经过外部的滤波器(15)滤波后,经由锁相放大器(12)...
【专利技术属性】
技术研发人员:马宗敏,刘俊,秦丽,石云波,张晓明,曹慧亮,赵敏,王芳,张少文,
申请(专利权)人:中北大学,
类型:新型
国别省市:山西;14
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