[發(fā)明專利]用于色心單光子收集的透鏡的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310528972.3
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN104591077A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧長志;姜倩晴;李無瑕;潘新宇;劉東奇;劉剛欽;常彥春
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院物理研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

1.一種用于色心單光子收集的透鏡的制備方法，包括下列步驟：

1）在金剛石塊材中定位一個(gè)色心的位置；

2）使用多組環(huán)形粒子束圖案組，在所述金剛石塊材表面刻蝕出以所述色心為球心的扇狀球形表面，其中，在每組環(huán)形粒子束圖案組中，各環(huán)形粒子束圖案的環(huán)心錯(cuò)開，各環(huán)形粒子束圖案的內(nèi)圈半徑相等，且各環(huán)形粒子束圖案的環(huán)心均勻分布在一個(gè)圓周上，各組環(huán)形粒子束圖案組的環(huán)形粒子束圖案的內(nèi)徑逐步縮小直至趨近于0。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于色心單光子收集的透鏡制備方法，其特征在于，所述步驟2）還包括：先在所述金剛石塊材表面制作出胚結(jié)構(gòu)，然后使用多組環(huán)形粒子束圖案組對所述胚結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕得到所述色心為球心的扇狀球形表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于色心單光子收集的透鏡制備方法，其特征在于，所述步驟2）包括下列子步驟：

21）將所述色心在所述金剛石塊材表面的投影點(diǎn)作為環(huán)心，從所述金剛石塊材表面刻蝕深度為d₀的環(huán)形槽，該環(huán)形槽的內(nèi)徑為所述色心距所述金剛石塊材表面的距離的兩倍，所述環(huán)形槽隔離出一個(gè)作為所述胚結(jié)構(gòu)的圓柱形結(jié)構(gòu)；

22）通過一組環(huán)形粒子束圖案從所述金剛石塊材表面對所述圓柱形結(jié)構(gòu)進(jìn)行第1層刻蝕，每個(gè)所述環(huán)形粒子束圖案的環(huán)心均略微偏離所述圓柱形結(jié)構(gòu)表面的圓的圓心，內(nèi)圈半徑與所述圓柱形結(jié)構(gòu)表面的圓的半徑一致，刻蝕深度為d₁，粒子束圖案寬度大于該環(huán)形粒子束圖案內(nèi)圈相對于所述圓柱形結(jié)構(gòu)表面的圓的偏離值，用于第1層刻蝕的各環(huán)形粒子束圖案的環(huán)心均勻分布在一個(gè)圓周上，該圓周圍繞在所述圓臺形結(jié)構(gòu)表面的圓的圓心周圍，第1層刻蝕后所述圓柱形結(jié)構(gòu)被刻蝕為圓臺形結(jié)構(gòu)；

23）通過一組環(huán)形粒子束圖案從所述金剛石塊材表面對當(dāng)前的所述圓臺形結(jié)構(gòu)進(jìn)行第i層刻蝕，其中i是大于0的整數(shù)，每個(gè)所述環(huán)形粒子束圖案的環(huán)心均略微偏離所述圓臺形結(jié)構(gòu)表面的圓的圓心，內(nèi)圈半徑與所述圓臺形結(jié)構(gòu)表面的圓的半徑一致，刻蝕深度為d_i，粒子束圖案寬度大于該環(huán)形粒子束圖案內(nèi)圈相對于所述圓臺形結(jié)構(gòu)表面的圓的偏離值，用于第i層刻蝕的各環(huán)形粒子束圖案的環(huán)心均勻分布在一個(gè)圓周上，該圓周圍繞在所述圓臺形結(jié)構(gòu)表面的圓的圓心周圍；

24）重復(fù)步驟23）使得所述圓臺形結(jié)構(gòu)表面的圓的半徑逐步縮小直至趨近于0。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于色心單光子收集的透鏡制備方法，其特征在于，所述步驟21）至24）中，總刻蝕深度等于所述色心距所述金剛石塊材表面的距離，使得所得到的扇狀球形表面為半球形表面，其中k_i表示用于第i層刻蝕的環(huán)形粒子束圖案的數(shù)目，n表示最后一組環(huán)形粒子束圖案的層數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于色心單光子收集的透鏡制備方法，其特征在于，所述步驟21）中，使用聚焦離子束刻蝕環(huán)形槽；所述步驟22）、23）、24）中，所述環(huán)形粒子束圖案為環(huán)形掃描聚焦離子束。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的用于色心單光子收集的透鏡制備方法，其特征在于，所述步驟1）包括下列子步驟：

11）在金剛石塊材表面上制作對準(zhǔn)標(biāo)記；

12）觀測所述金剛石塊材的色心，確定觀測到的所述色心在所述金剛石塊材表面的投影點(diǎn)相對于所述對準(zhǔn)標(biāo)記的偏移矢量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于色心單光子收集的透鏡制備方法，其特征在于，所述步驟1）還包括下列子步驟：

13）根據(jù)步驟11）所得的所述對準(zhǔn)標(biāo)記和步驟12）所得的所述色心在所述金剛石塊材表面的投影點(diǎn)相對于所述對準(zhǔn)標(biāo)記的偏移矢量，定位所述色心在所述金剛石塊材表面的投影點(diǎn)并以其為環(huán)心刻蝕對準(zhǔn)圓環(huán)；

14）再次觀測所述金剛石塊材的色心，確定觀測到的所述金剛石塊材表面的投影點(diǎn)相對于所述對準(zhǔn)圓環(huán)環(huán)心的偏移矢量；確定所述色心距離所述金剛石塊材表面的距離；

所述步驟2）中，基于所述對準(zhǔn)圓環(huán)環(huán)心和步驟14）所得的所述金剛石塊材表面的投影點(diǎn)相對于所述對準(zhǔn)圓環(huán)環(huán)心的偏移矢量定位所述金剛石塊材表面的投影點(diǎn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于色心單光子收集的透鏡制備方法，其特征在于，所述步驟12）和步驟14）中，采用激光掃描共聚焦顯微鏡系統(tǒng)觀測所述金剛石塊材的色心。