一种基于钻石NV色心的量子电流传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于钻石NV色心的量子电流传感器，该传感器包括电磁转换收集模块(收集穿过聚磁环的待测导线的电流的感应磁场)、磁场检测模块(检测聚磁环开口处的磁场信息，并通过输入其内部钻石NV色心处的激光和微波共同作用后产生的荧光信号输出)、光电转换模块(接收激光输入设备产生的参考激光及环形器输出的荧光信号，并将参考激光和荧光信号转换成电信号放大)和微波生成与分析模块(输入频率自主实时切换的微波信号至钻石NV色心磁传感探头并基于光电转换模块输出的电信号解调出磁场信息)。本实用新型专利技术的基于钻石NV色心的量子电流传感器由模块化与芯片化器件构成，可实现不同应用场景下的便携电流测量。可实现不同应用场景下的便携电流测量。可实现不同应用场景下的便携电流测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于钻石NV色心的量子电流传感器


[0001]本技术属于量子传感
，涉及一种基于钻石NV色心的量子电流传感器。

技术介绍

[0002]在当今科技发展中，电流精确传感技术对新能源应用、国防军工、工业检测及电网系统等领域起着至关重要的作用。基于电流分流式的传统电流测量方法容易对电路造成影响甚至改变电流的工作状态。因此，制备高精度、高稳定性的电流传感器，通常要求实现非接触式测量，以减少对原电路的干扰。
[0003]电流在空间中会产生磁场，通过测量磁场可以实现非接触式测量。目前，开环式非接触测量主要有基于霍尔效应的霍尔传感器，基于法拉第电磁感应定律和安培环路定律的罗氏线圈，以及基于法拉第磁光效应的光学电流传感器。近年来，国内外研究组针对这些传感器展开了大量的研究，取得了可观的成果，但依然存在着一定的限制，例如传感器易受温度影响，对材料的要求过高，抗干扰能力较弱，使得传感器灵敏度和稳定性难以进一步提高。
[0004]随着量子技术的不断发展，基于固态自旋NV色心(Nitrogen
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钻石NV色心的量子电流传感器，其特征在于，包括：电磁转换收集模块，包括聚磁环和封装外壳，所述聚磁环装设于所述封装外壳内，所述聚磁环用于收集穿过所述聚磁环的待测导线的电流的感应磁场，所述聚磁环具有一开口；磁场检测模块，包括钻石NV色心磁传感探头和环形器，所述钻石NV色心磁传感探头位于所述开口处以探测所述开口处的磁场，所述环形器包括第一端口、第二端口及第三端口，所述第一端口用于连接激光输入设备，所述第二端口用于将激发激光传输至所述钻石NV色心磁传感探头，所述第三端口用于输出所述钻石NV色心磁传感探头产生的荧光信号；光电转换模块，与所述激光输入设备和所述环形器连接，用于接收所述激光输入设备产生的参考激光及所述环形器输出的荧光信号，并将光信号转换放大成电信号；微波生成与分析模块，与所述钻石NV色心磁传感探头及所述光电转换模块连接，用于输入频率自主实时切换的微波信号至所述钻石NV色心磁传感探头并基于所述光电转换模块输出的电信号解调出磁场信息。2.根据权利要求1所述的基于钻石NV色心的量子电流传感器，其特征在于：所述钻石NV色心磁传感探头设有光信号输入输出接口和微波信号输入接口，所述封装外壳上设有与所述光信号输入输出接口对应的第一开口及与所述微波信号输入接口对应的第二开口。3.根据权利要求2所述的基于钻石NV色心的量子电流传感器，其特征在于：所述光信号输入输出接口设有光纤插槽。4.根据权利要求1所述的基于钻石NV色心的量子电流传感器，其特征在于：所述激光输入设备包括依次相连的激光器、分束镜及耦合器，所述分束镜用于将所述激光器产生的激光分成激发激光和参考激光，所述耦合器用于耦合所述激发激光并输出至所述第一端口。5.根据权利要求1所述的基于钻石NV色心的量子电流传感器，其特征在于：所述光电转换模块包括滤光片、第一光电探测器、第二光电探测器、第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、带通滤波器和模数转换器；所述第一光电探测器用于接收所述参考激光并转换为第一电信号，所述第一低噪声放大器的输入端与所述第一光电探测器的输出端相连以放大所述第一电信号；所述第二光电探测器用于接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：武震宇，陈浩，刘启慧，程建功，
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：新型
国别省市：