[發明專利]一種基于金剛石NV色心的掃描探測系統

有效

• 申請號: 202010224841.6
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111398231B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 林啟敬;趙曼;蔣莊德;趙立波;韓楓;李磊;孫林;楊萍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01J3/44;G01N21/17
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

1.一種基于金剛石NV色心的掃描探測系統，其特征在于，包括載物位移臺(24)、多模光纖(2)、光源、二向色鏡(12)和單光子探測器(17)，多模光纖(2)的一端端部固定有金剛石NV色心(1)，多模光纖(2)固定于用于多模光纖(2)移動的探針位移臺(4)上，載物位移臺(24)上端面鋪設有能級調控裝置，能級調控裝置上端用于放置待測樣品，多模光纖(2)設有金剛石NV色心(1)一端位于載物位移臺(24)上方，二向色鏡(12)設置于多模光纖(2)的另一端，光源設置于二向色鏡(12)一側，光源的激光束能夠通過二向色鏡(12)反射后進入多模光纖(2)，單光子探測器(17)設置于二向色鏡(12)另一側，單光子探測器(17)能夠通過二向色鏡(12)接收多模光纖(2)的反饋熒光，多模光纖(2)設有金剛石NV色心(1)一端垂直于載物位移臺(24)表面，多模光纖(2)端部為錐形結構，金剛石NV色心(1)固定于多模光纖(2)的錐形尖端，金剛石NV色心(1)采用30nm金剛石NV色心，光源包括依次連接的激光器(8)、空間光隔離器(9)、聲光調制器(10)和光闌(11)，光闌(11)位于二向色鏡(12)一側，激光器(8)發射的激光依次通過空間光隔離器(9)、聲光調制器(10)、光闌(11)后經二向色鏡(12)反射進入多模光纖(2)；二向色鏡(12)與多模光纖(2)之間設有光纖準直器(13)，多模光纖(2)的輸入端固定有光纖調整架(5)；單光子探測器(17)與二向色鏡(12)之間依次設有聚焦透鏡(16)和濾光片(15)，濾光片(15)采用600nm高通濾光片濾波。

2.根據權利要求1所述的一種基于金剛石NV色心的掃描探測系統，其特征在于，探針位移臺(4)為單軸納米位移臺，載物位移臺(24)為二維納米位移臺，探針位移臺(4)上固定有反饋音叉(3)，反饋音叉與多模光纖(2)側壁粘貼固定，反饋音叉(3)通過音叉控制箱(6)連接有上位控制機(7)；單光子探測器(17)通過同軸電纜連接有用于單光子計數的數據采集卡(18)，數據采集卡 (18)連接于上位控制機(7)。

3.根據權利要求1所述的一種基于金剛石NV色心的掃描探測系統，其特征在于，能級調控裝置包括固定于載物位移臺(24)上的天線(23)，天線(23)鋪設于載物位移臺(24)上表面，待測樣品放置于天線(23)和金剛石NV色心(1)之間，天線(23)一端依次連接有微波開關(22)、微波信號放大器(21)和微波源(20)。

4.根據權利要求3所述的一種基于金剛石NV色心的掃描探測系統，其特征在于，微波開關(22)連接有信號發生器(19)，信號發生器(19)同時連接聲光調制器(10)和上位控制機(7)。