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公开(公告)号：CN107256047B
公开(公告)日：2019-01-04
申请号：CN201710367588.8
申请日：2017-05-23
Applicant: 中北大学
IPC: G05D23/20
Abstract: 本发明涉及量子传感领域，具体是一种固态原子自旋传感器无磁温控系统，包括金刚石衬底，所述金刚石衬底上加工有金刚石NV色心波导（4），所述金刚石衬底上设有覆盖金刚石NV色心波导（4）的多孔磁性PDMS薄膜（3），所述金刚石衬底下表面两侧加工有微带天线阵列（2），所述微带天线阵列（2）连接有微波源。本发明利用MPCVD磁、电约束方法制备了浓度大于1018cm‑1的氮元素掺杂金刚石结构，利用微纳加工工艺方法制备了金刚石色心结构，实现了NV色心结构的激发和荧光收集，同时结合电子束加工方法实现了微波天线的共面制造，并通过时序操控方法进行磁场变化信号高信噪比检测，实现温度调制磁场作用，进行磁噪声有效抑制，达到无磁温控目的。
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公开(公告)号：CN107024495B
公开(公告)日：2018-10-26
申请号：CN201710256550.3
申请日：2017-04-19
Applicant: 中北大学
IPC: G01N24/10
Abstract: 本发明公开了一种基于微波调相谱技术的金刚石色心自旋传感检测方法，包括如下步骤：（1）、将微波发射端（4）和微波接收端（5）对称安装在抗磁圆环（8）内侧，微波发射端（4）与微波源连接，微波接收端（5）连接FPGA的数据采集口或示波卡的信号输入端，或者，微波接收端（5）通过分口器分别连接示波卡的信号输入端和FPGA的数据采集口。本发明结合了微波调相谱技术进行金刚石色心原子共振信号的检测，用激光将电子能级激发，扫描外加磁场，利用金刚石色心基态能级对微波场的吸收作用检测微波信号的变化，用来读出色心自旋信息。本发明检测方法简便，精度高，而且消除了光路的复杂性和不稳定性，提高了原子磁共振的信噪比。
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公开(公告)号：CN107144392B
公开(公告)日：2019-10-11
申请号：CN201710367589.2
申请日：2017-05-23
Applicant: 中北大学
IPC: G01L9/16
Abstract: 本发明公开了一种固态原子自旋传感结构表面应力噪声超高精度测试系统，包括探头，所述探头包括金刚石衬底，所述金刚石衬底上表面中部加工有金刚石NV色心波导，所述金刚石衬底上表面生长一层覆盖NV色心波导的金刚石折射率匹配层作为反射膜，所述金刚石衬底上表面加工微带天线阵列，所述微带天线阵列延伸有微带天线端口，所述微带天线端口连接微波源，所述微带天线阵列上表面镀有压磁薄膜。本发明采用内嵌NV色心的波导的金刚石衬底作为敏感单元，利用激光实现电子能级跃迁，通过扫描微波，压力探头内的压磁薄膜感受外界压力会产生与压力大小相关的磁场，通过荧光强度谱线两个峰值对应的微波频率的差值来对压力进行标定，实现压力的超高精度测量。
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公开(公告)号：CN107256047A
公开(公告)日：2017-10-17
申请号：CN201710367588.8
申请日：2017-05-23
Applicant: 中北大学
IPC: G05D23/20
CPC classification number: G05D23/20
Abstract: 本发明涉及量子传感领域，具体是一种固态原子自旋传感器无磁温控系统，包括金刚石衬底，所述金刚石衬底上加工有金刚石NV色心波导（4），所述金刚石衬底上设有覆盖金刚石NV色心波导（4）的多孔磁性PDMS薄膜（3），所述金刚石衬底下表面两侧加工有微带天线阵列（2），所述微带天线阵列（2）连接有微波源。本发明利用MPCVD磁、电约束方法制备了浓度大于1018cm‑1的氮元素掺杂金刚石结构，利用微纳加工工艺方法制备了金刚石色心结构，实现了NV色心结构的激发和荧光收集，同时结合电子束加工方法实现了微波天线的共面制造，并通过时序操控方法进行磁场变化信号高信噪比检测，实现温度调制磁场作用，进行磁噪声有效抑制，达到无磁温控目的。
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公开(公告)号：CN107247065A
公开(公告)日：2017-10-13
申请号：CN201710256669.0
申请日：2017-04-19
Applicant: 中北大学
IPC: G01N24/10
CPC classification number: G01N24/10
Abstract: 本发明公开了一种金刚石NV色心轴向检测与定位方法，包括如下步骤：（1）、将微波发射端和微波接收端对称安装在抗磁圆环内侧，微波发射端连接相位调制器输出端，相位调制器输入端连接微波源，微波接收端连接相位解调器输入端，相位解调器输出端连接AD转换芯片的模拟输入端，AD转换芯片的数字输出端连接FPGA控制芯片输入端，FPGA控制芯片进行信号处理分析并进行存储，然后输出PWM信号进入驱动电路，驱动电路输出线与水平驱动马达和俯仰驱动马达连接，水平驱动马达控制抗磁圆环进行水平旋转，俯仰驱动马达控制抗磁圆环进行俯仰旋转。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107314833B
公开(公告)日：2019-08-06
申请号：CN201710367455.0
申请日：2017-05-23
Applicant: 中北大学
IPC: G01K15/00
Abstract: 本发明公开了一种原子自旋传感器的温度噪声超高精度测试标定系统，包括探头，所述探头包括金刚石衬底，所述金刚石衬底上表面中部加工有金刚石NV色心波导，所述金刚石衬底上表面生长一层覆盖NV色心波导的金刚石折射率匹配层作为反射膜，所述金刚石衬底上表面加工微带天线阵列，所述微带天线阵列延伸有微带天线端口，所述微带天线端口连接微波源，所述微带天线阵列上表面镀有磁性纳米薄膜。本发明采用内嵌NV色心的波导的金刚石衬底作为敏感单元，利用激光实现电子能级跃迁，通过扫描微波，温度探头内的磁性纳米薄膜感受外界温度会产生与温度大小相关的磁场，通过荧光强度谱线两个峰值对应的微波频率的差值来对温度进行标定，实现温度的超高精度测量。
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公开(公告)号：CN108844987A
公开(公告)日：2018-11-20
申请号：CN201810202400.9
申请日：2018-03-13
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明公开了一种基于金刚石NV色心自旋磁共振效应的微位移测量系统，包括金刚石（1），永磁体（2），PCB天线（3），信号源（4），微波源（5），锁相放大器（6），数字示波器（7），光电探测器（8），激光器（9），二向色镜（10），物镜（11），平凸镜（12），滤光片（13）及位移台（14）。同时利用电子自旋效应对磁梯度场的高精度敏感机理，结合磁梯度场与微位移之间的关系，发明了一种应用金刚石氮空位色心的电子自旋敏感磁机理的微位移测量方法。
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公开(公告)号：CN107144392A
公开(公告)日：2017-09-08
申请号：CN201710367589.2
申请日：2017-05-23
Applicant: 中北大学
IPC: G01L9/16
Abstract: 本发明公开了一种固态原子自旋传感结构表面应力噪声超高精度测试系统，包括探头，所述探头包括金刚石衬底，所述金刚石衬底上表面中部加工有金刚石NV色心波导，所述金刚石衬底上表面生长一层覆盖NV色心波导的金刚石折射率匹配层作为反射膜，所述金刚石衬底上表面加工微带天线阵列，所述微带天线阵列延伸有微带天线端口，所述微带天线端口连接微波源，所述微带天线阵列上表面镀有压磁薄膜。本发明采用内嵌NV色心的波导的金刚石衬底作为敏感单元，利用激光实现电子能级跃迁，通过扫描微波，压力探头内的压磁薄膜感受外界压力会产生与压力大小相关的磁场，通过荧光强度谱线两个峰值对应的微波频率的差值来对压力进行标定，实现压力的超高精度测量。
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公开(公告)号：CN107247065B
公开(公告)日：2019-01-04
申请号：CN201710256669.0
申请日：2017-04-19
Applicant: 中北大学
IPC: G01N24/10
Abstract: 本发明公开了一种金刚石NV色心轴向检测与定位方法，包括如下步骤：（1）、将微波发射端和微波接收端对称安装在抗磁圆环内侧，微波发射端连接相位调制器输出端，相位调制器输入端连接微波源，微波接收端连接相位解调器输入端，相位解调器输出端连接AD转换芯片的模拟输入端，AD转换芯片的数字输出端连接FPGA控制芯片输入端，FPGA控制芯片进行信号处理分析并进行存储，然后输出PWM信号进入驱动电路，驱动电路输出线与水平驱动马达和俯仰驱动马达连接，水平驱动马达控制抗磁圆环进行水平旋转，俯仰驱动马达控制抗磁圆环进行俯仰旋转。
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