钻石NV色心磁场传感器探头器件及传感器制造技术

本发明专利技术提供一种钻石NV色心磁场传感器探头器件及传感器，该探头器件包括：光纤耦合模块及多层叠探头芯片模块。多层叠探头芯片的加工基于高精准度、高可靠的芯片加工工艺和MEMS产线标准流程，可实现高一致性的批量加工；另外，多层叠探头芯片通过MEMS键合技术，实现了单晶钻石与晶圆的异质集成，实现了毫米芯片尺寸级别的光学封装，极大地减小了传感器体积；再者，光纤耦合模块与多层叠探头芯片的耦合形成高Q值的FP腔结构，极大地提高了激发光的腔内功率，从而提高传感器的激发效率；最后，多层叠探头芯片的三层带开腔的键合结构，结合对荧光高反射的介电膜层形成全高反射内腔，荧光唯一出口为耦合的光纤，极大地提高了荧光的收集效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
钻石NV色心磁场传感器探头器件及传感器


[0001]本专利技术涉及光纤传感
，特别是涉及一种钻石NV色心磁场传感器探头器件及传感器。

技术介绍

[0002]磁场测量在国民生产各个领域如汽车电子、电力电子系统、医疗影像装备和地质勘探等方面都有广泛的应用。随着科学技术的飞速发展，相关装备制造对磁场传感技术的精确度、磁场及空间分辨率的要求越来越高，并且对高集成度、小型化的磁场传感器有迫切的需求。
[0003]当前，磁场测量主要基于霍尔效应、磁阻效应、超导量子干涉等物理机制。霍尔效应磁场传感器已发展十分成熟，国内外都已经有批量供应产品化的霍尔效应磁场器件。然而受限于其原理，基于霍尔效应的磁场传感器无法突破10
‑6特斯拉(简称T)的灵敏度极限，同时无法在大磁场背景下进行大动态范围精确测量，限制了其在某些场景下的应用。磁阻式传感器基于磁场中的阻抗改变，转换为电流信号探测磁场，其优点在于带宽大，可达100MHz，但由于动态范围仅有几个mT，灵敏度最高达到10
‑9T，因此在大量程、高精度的探测中限制了使用范围。超导量子干涉仪(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻石NV色心磁场传感器探头器件，其特征在于，所述探头器件包括：光纤耦合模块及多层叠探头芯片模块；所述光纤耦合模块由上至下依次包括光纤、变折射率透镜及第一高反膜；所述多层叠探头芯片模块由上至下依次包括上层垫片、带有NV色心的钻石、中间层垫片及底层垫片；所述上层垫片设有贯通所述上层垫片的第一开腔，所述中间层垫片设有贯通所述中间层垫片的第二开腔，所述底层垫片的上表面设有弧形微腔，且所述弧形微腔上镀有第二高反膜；所述带有NV色心的钻石横跨所述第一开腔且键合于所述上层垫片的下表面上，同时所述带有NV色心的钻石位于所述第二开腔内；所述中间层垫片分别与所述上层垫片及所述底层垫片键合；所述光纤耦合模块固定于所述上层垫片的所述第一开腔中，且所述弧形微腔、所述第二开腔及所述第一开腔与所述光纤共轴对准；所述第一高反膜与所述第二高反膜之间形成平
‑
凹腔的FP腔结构。2.根据权利要求1所述的钻石NV色心磁场传感器探头器件，其特征在于：所述中间层垫片的所述第二开腔表面镀有金属膜。3.根据权利要求1所述的钻石NV色心磁场传感器探头器件，其特征在于：所述第一高反膜为DBR高反膜，所述第二高反膜为DBR高反膜。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：武震宇，陈浩，姜新泉，程建功，谢非，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：