【技术实现步骤摘要】
一种NV色心磁场测量装置及光调制磁场测量方法
本专利技术涉及磁场测量技术，特别是一种NV色心磁场测量装置及光调制磁场测量方法，通过依次连接的调制光源模块、透镜、操控场馈送模块、内含NV色心的金刚石样品、滤波片和信号检测模块，以及所述操控场馈送模块和所述金刚石样品被设置在偏置磁场发生模块内，能够基于光调制技术在低功率条件下进行磁场测量，具有室温下启动运行，操作简单，易于集成等优点。
技术介绍
小区域弱磁场的检测和成像在材料科学、介观物理和生命科学等研究领域都有着广泛的应用。近年来，随着量子技术的飞速发展，一些新的磁场测量手段被提出并付诸实践，典型的代表有：超导量子干涉仪，基于无自旋交换弛豫的SERF磁强计，核磁共振磁强计和金刚石NV色心磁强计。相较于其他磁场测量方案，NV色心磁强计在常温下工作，易于操控检测等方面有着巨大优势，使得NV色心磁强计在小型化和集成化方面有巨大应用前景，甚至可以超过其他几种磁强计。而光调制方法适用于低功耗条件下的磁场测量。因此，一种NV色心磁场测量装置及光调制磁场测量方法，因为其可观的应用前景将会引起...
【技术保护点】
1.一种NV色心磁场测量装置，其特征在于，包括依次连接的调制光源模块、透镜、操控场馈送模块、内含NV色心的金刚石样品、滤波片和信号检测模块，所述操控场馈送模块和所述金刚石样品被设置在偏置磁场发生模块内，所述透镜将所述调制光汇聚后照射到所述金刚石样品的表面使所述NV色心极化，所述偏置磁场发生模块能够通过其偏置磁场使所述NV色心的能级劈裂，所述操控场馈送模块用于发射微波以操控所述NV色心的电子自旋态，所述信号检测模块用于检测所述NV色心发出的荧光信号强度。/n
【技术特征摘要】
1.一种NV色心磁场测量装置，其特征在于，包括依次连接的调制光源模块、透镜、操控场馈送模块、内含NV色心的金刚石样品、滤波片和信号检测模块，所述操控场馈送模块和所述金刚石样品被设置在偏置磁场发生模块内，所述透镜将所述调制光汇聚后照射到所述金刚石样品的表面使所述NV色心极化，所述偏置磁场发生模块能够通过其偏置磁场使所述NV色心的能级劈裂，所述操控场馈送模块用于发射微波以操控所述NV色心的电子自旋态，所述信号检测模块用于检测所述NV色心发出的荧光信号强度。
2.根据权利要求1所述的NV色心磁场测量装置，其特征在于，所述操控场馈送模块包括天线，所述天线通过传导线连接微波源，所述天线附着于所述金刚石样品表面。
3.根据权利要求1所述的NV色心磁场测量装置，其特征在于，所述偏置磁场发生模块包括三维赫姆霍兹线圈和电流源，所述三维赫姆霍兹线圈包括在三维空间相互垂直设置的第一漆包线缠绕金属框、第二漆包线缠绕金属框和第三漆包线缠绕金属框，所述第一漆包线缠绕金属框、第二漆包线缠绕金属框和第三漆包线缠绕金属框分别连接所述电流源。
4.根据权利要求1所述的NV色心磁场测量装置，其特征在于，所述信号检测模块包括光电探测器、跨阻放大器和锁相放大器，所述光电探测器用于对NV色心发出的荧光信号进行探测并输出电信号，最后经由所述跨阻放大器和所述锁相放大器处理后输出至用户端。
5.根据权利要求1所述的NV色心磁场测量装置，其特征在于，所述滤波片位于所述光电探测器探头前以滤掉小于650nm的荧光信号。
6.根据权利要求1所述的NV色心磁场测量装置，其特征在于，所述调制光源模块包括信号发生器、压控电流源和绿光光源，所述信号发生器不仅用于输出调制波形至压控电流源，还用于输出参考信号至所述信号检测模块，所述压控电流源接收所述信号发生器所输出的调制信号，并输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁珩，卞国栋，徐丽霞，张冀星，范鹏程，李铭心，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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