【技术实现步骤摘要】
基于金刚石NV色心的激光调控、荧光探测方法及传感器
[0001]本专利技术涉及量子精密测量领域，特别是涉及基于金刚石NV色心的激光调控、荧光探测方法及传感器。
技术介绍
[0002]基于金刚石NV色心所进行的量子精密测量，其机理在于金刚石NV色心的自旋特性， NV 色心具有自旋三重态体系，分别为m
s
=0、m
s
=+1、m
s
=
‑
1态，在向NV色心照射532nm激光时，三重态会发生基态到激发态的跃迁，处于基态m
s
=0态的NV色心会跃迁到激发态m
s
=0，并跃迁回到基态，这个过程中NV色心会释放荧光。当NV色心处于m
s
=
ꢀ±
1态时，一部分NV色心被激发到激发态后会弛豫到亚稳态，然后回跃到m
s
=0态，这个过程是不发射荧光的。由此，利用基态自旋三重态之间的能级跃迁来进行磁场检测和相关量子控制。
[0003]对于向NV色心照射的激光，其功率往往存在不稳定性...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于金刚石NV色心的激光稳定性调控方法，其特征在于，所述方法包括：向含有NV色心的金刚石照射激光，将金刚石所产生的荧光以及混合在荧光中的激光分离开并予以分别收集，将收集的激光信号与设定值进行比较以获取偏差，利用PID算法根据此偏差对发射的激光进行功率调控以稳定激光功率。2.根据权利要求1所述的基于金刚石NV色心的激光稳定性调控方法，其特征在于：还对金刚石辐射微波。3.一种基于激光稳定性调控的荧光探测方法，其特征在于，所述方法包括：A1，在无磁场的环境中，采用如权利要求1
‑
2中任一项所述的基于金刚石NV色心的激光稳定性调控方法调控激光功率的稳定性；且对收集的激光信号进行增益调节，设置初始调节增益，并将所调节的激光信号以及收集的荧光信号进行差分处理以获取差分信号，通过调节所发射的激光功率和/或初始调节增益，使得差分信号为零；A2，在保持步骤A1中所调节的发射激光的功率下，持续进行激光功率的稳定性调控，并持续获取差分信号；根据差分信号调整所收集的激光信号的调节增益，以使得差分信号等于零，并获取当前调节增益相对初始增益的增量信号，用来表征当前环境的荧光的实时探测值；A3，在保持步骤A2的持续进行的情况下，将金刚石转移至有磁场或无磁场的待测环境中，采用所获取的增量信号，表征当前环境的荧光的实时探测值。4.一种基于激光稳定性调控的量子传感器，其特征在于，所述传感器包括：含有NV色心的金刚石（1）、激光激发及荧光收集单元（2）、信号接收单元（3）、PID调控单元（4），所述激光激发及荧光收集单元（2）用于向所述金刚石（1）发射激光，并将金刚石（1）所产生的荧光以及混合在荧光中的激光分离开后予以分别收集，且将收集的激光信号以及荧光信号发送给信号接收单元（3）；所述信号接收单元（3）将接收的激光信号发送给PID调控单元（4），PID调控单元（4）用于将接收的激光信号与设定值进行比较以获取偏差，利用PID算法根据此偏差向激光激发及荧光收集单元（2）发送调控信号；所述激光激发及荧光收集单元（2）还用于根据调控信号对发射的激光进行功率调控以稳定激光功率。5.根据权利要求4所述的基于激光稳定性调控的量子传感器，其特征在于：所述激光激发及荧光收集单元（2）包括激光发生器、分离机构、两个探测器（21），激光发生器发射的激光照射至金刚石（1），所产生的荧光以及混合在荧光中的激光经分离机构分离开后分别由两个探测器（21）收集。6.根据权利要求5所述的基于激光稳定性调控的量子传感器，其特征在于：所述激光发生器包括激光源（22）、声光调制器（23）、声光调制驱动器（24），激光源（22）产生的激光经声光调制器（23）进行激光功率的调控后发射出激光，声光调制驱动器（24）连接于PID调控单元（4）以及声光调制器（23），接收PID调控单元（4）发送的调控信号，并根据调控信号驱动声光调制器（23）调控激光功率。7.根据权利要求5所述的基于激光稳定性调控的量子传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙，仇茹嘉，赵博文，王鑫，高博，罗超，郑浩，肖家锴，张少春，储成君，张振，罗大程，赵冀红，
申请(专利权)人：安徽省国盛量子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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