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公开(公告)号：CN118534385A
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202410572358.5
申请日：2024-05-09
申请人： 中北大学
IPC分类号： G01R33/032 , G01R33/00
摘要： 本发明公开一种芯片级弱磁信息探测的系综NV色心金刚石传感器，涉及纳米技术与量子技术领域，该传感器包括：弱磁信息感知结构和数字化控制电路。弱磁信息感知结构包括：上层封装壳、弱磁信息感知结构层和下层封装壳。弱磁信息感知结构层包括：收集结构、金刚石微波天线光栅一体化结构、PCB印刷电路板和光电探测器。数字化控制电路包括：微波信号发生模块，用于将微波信号发送至金刚石微波天线光栅一体化结构；光电探测器，用于采集金刚石微波天线光栅一体化结构产生的荧光信号，并将荧光信号转换为电流信号；电流信号用于计算磁信号。本发明将MEMS工艺与系综NV色心金刚石弱磁测量技术相结合，能够实现微弱磁场的精准探测。
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公开(公告)号：CN117309768A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311594706.0
申请日：2023-11-28
申请人： 中北大学
IPC分类号： G01N21/01 , B24B1/00 , B24B5/48 , B24B5/50 , G01N21/3581
摘要： 本发明涉及太赫兹检测技术领域，具体为面向超带宽太赫兹检测的微型原子气室的制备方法及应用。本发明为了解决现有技术中基于里德堡原子的太赫兹波检测存在检测信号受气室F‑P效应扰动较大的问题，故提供了一种面向超带宽太赫兹检测的微型原子气室的应用，太赫兹波激发原子气室内部的碱金属原子至里德堡态，进而完成太赫兹波的检测，其中太赫兹波频率为0.1‑0.5 THz，微型原子气室的边长为4～6mm。本发明中的微型原子气室内部电场受到F‑P效应的干扰更微弱，从而提高了太赫兹波检测的准确性。
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公开(公告)号：CN112003592B
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202010817380.3
申请日：2020-08-14
申请人： 中北大学
IPC分类号： H03K5/01
摘要： 本发明涉及量子检测的微波脉冲领域，具体涉及一种实现高分辨率量子传感的脉冲整形算法，可应用于实现电子自旋的高光谱分辨、高频率分辨率交流磁场检测以及特定核磁共振信号的检测，本发明利用NV色心对磁信号和微波信号变化的高敏感度，通过算法改变脉冲电压幅值，能够突破现有信号发生器的自身硬件最高时间分辨率的限制，在高速量子操控中，实现更精确的量子相位翻转及控制。该方法实现简单，提升谱信噪比的同时还可以增强其应用于量子传感器的响应灵敏度，特别适用于需要多个π脉冲量子动态解耦技术以及高保真度量子调控领域当中。
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公开(公告)号：CN111568418B
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202010491935.X
申请日：2020-06-03
申请人： 中北大学
IPC分类号： A61B5/243
摘要： 本发明涉及一种长方体型基于金刚石NV色心用于心磁测量的高荧光收集效率的磁强计及心磁测量系统，由磁屏蔽室、无磁床、心磁测量阵列探头、三轴位移平台、高速率数据采集卡、光纤激光源、微波源、计算机构成。其中，心磁测量阵列探头由无磁外壳、步进电机、多孔旋转式光纤耦合装置、光纤束集、特制光电探测器(PD)、滤波片、环状天线、特制金刚石组成。具有维护成本低，灵敏度高，可调节性强的特点，是新一代的高精度高效率低成本的心磁图仪系统。
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公开(公告)号：CN111521961B
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202010516017.8
申请日：2020-06-09
申请人： 中北大学
IPC分类号： G01R33/032
摘要： 本发明公开一种基于金刚石NV色心的单路三轴磁信息检测方法及系统，在激光与微波扫频信号的作用下，金刚石NV色心产生荧光，并通过光电探测器采集到光信号转换为电信号，在示波器上观察到金刚石NV色心的ODMR谱，再通过调整金刚石附近磁铁的位置，得到产生四对峰值的ODMR谱，通过PC机对微波控制模块进行分频调控，产生等频率差等时序输出的单侧ODMR的四路微波频率信号，由数据采集软件采集并记录为初始值，改变外部磁场的大小，重复数据采集步骤，将采集到的新的数据与初始值进行比较，进行电磁信息转换与三轴磁信息解算，最终由PC机输出最后的磁场变化结果。本发明检测方法简便，节约了大型实验设备与空间，提高了实验效率。
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公开(公告)号：CN111735988B
公开(公告)日：2021-12-21
申请号：CN202010721749.0
申请日：2020-07-24
申请人： 中北大学
IPC分类号： G01P15/093
摘要： 本发明公开了一种基于磁旋光微光学加速度计磁、热噪声双路差分抑制系统，包括双端固支悬臂梁质量块结构（9），所述双端固支悬臂梁质量块结构（9）的中心质量块上嵌入磁性薄膜（8），该磁性薄膜结构进行海尔贝克排列；所述双端固支悬臂梁质量块结构（9）上方平行布置有两条玻璃基底（7），其中一条玻璃基底（7）表面沉积有磁光晶体Ⅰ（6a），另一条玻璃基底（7）表面沉积有磁光晶体Ⅱ（6b）。本发明采用双路原位同步调制解调差分技术来实现对温度、磁噪声的共模抑制，解决了传统微光学加速度计技术依赖温控系统来抑制温噪技术的抑制比低、难以集成的技术难题，为高效温度噪声抑制技术研究提供了技术支撑。
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公开(公告)号：CN110837068B
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN201911162325.9
申请日：2019-11-25
申请人： 中北大学
摘要： 本发明公开了一种在局部维持恒定均匀磁场且方向强度精密调节的装置，包括带旋转平台的双轴线性位移平台（1），手动线性位移台（4）、光学导轨（5）、手动旋转位移台（6）、单轴位移台（7）及光学姿态调整器（3）、支架（8）；所述支架（8）的底部固定安装于带旋转平台的双轴线性位移平台（1）的旋转平台（11）上，所述单轴位移台（7）纵向固定安装于支架（8）顶部，所述单轴位移台（7）的活动座上固定安装手动旋转位移台（6），所述手动旋转位移台（6）的旋转部（61）上横向固定安装光学导轨（5）。本装置可用于需要方向可控的磁场环境的量子传感实验，尤其是各种NV色心传感器的研究实验。
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公开(公告)号：CN112003592A
公开(公告)日：2020-11-27
申请号：CN202010817380.3
申请日：2020-08-14
申请人： 中北大学
IPC分类号： H03K5/01
摘要： 本发明涉及量子检测的微波脉冲领域，具体涉及一种实现高分辨率量子传感的脉冲整形算法，可应用于实现电子自旋的高光谱分辨、高频率分辨率交流磁场检测以及特定核磁共振信号的检测，本发明利用NV色心对磁信号和微波信号变化的高敏感度，通过算法改变脉冲电压幅值，能够突破现有信号发生器的自身硬件最高时间分辨率的限制，在高速量子操控中，实现更精确的量子相位翻转及控制。该方法实现简单，提升谱信噪比的同时还可以增强其应用于量子传感器的响应灵敏度，特别适用于需要多个π脉冲量子动态解耦技术以及高保真度量子调控领域当中。
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公开(公告)号：CN111521961A
公开(公告)日：2020-08-11
申请号：CN202010516017.8
申请日：2020-06-09
申请人： 中北大学
IPC分类号： G01R33/032
摘要： 本发明公开一种基于金刚石NV色心的单路三轴磁信息检测方法及系统，在激光与微波扫频信号的作用下，金刚石NV色心产生荧光，并通过光电探测器采集到光信号转换为电信号，在示波器上观察到金刚石NV色心的ODMR谱，再通过调整金刚石附近磁铁的位置，得到产生四对峰值的ODMR谱，通过PC机对微波控制模块进行分频调控，产生等频率差等时序输出的单侧ODMR的四路微波频率信号，由数据采集软件采集并记录为初始值，改变外部磁场的大小，重复数据采集步骤，将采集到的新的数据与初始值进行比较，进行电磁信息转换与三轴磁信息解算，最终由PC机输出最后的磁场变化结果。本发明检测方法简便，节约了大型实验设备与空间，提高了实验效率。
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公开(公告)号：CN108957376B
公开(公告)日：2020-05-22
申请号：CN201810477025.9
申请日：2018-05-18
申请人： 中北大学
摘要： 本发明公开了一种芯片式原子自旋磁传感器，包括集成板（5），所述集成板（5）上设有U型微波信号耦合结构（1），所述集成板（5）上位于U型微波信号耦合结构（1）内的两相对面对称一体布置有梳齿型微波辐射微纳天线结构（2）；所述集成板（5）上位于U型微波信号耦合结构（1）的开口端布置有金刚石NV色心波导结构（4）；所述集成板（5）上位于梳齿型微波辐射微纳天线结构（2）之间设有金刚石NV色心自旋极化增强纳米柱阵列（3）。本发明体积小，灵敏度高，构成材料对于环境的要求低，可以适用于大部分需要测量微弱磁场的场合，通过微波与电子自旋共振耦合实现对共振信号的检测，以达到探测磁场的目的。
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