[發明專利]一種高靈敏度熒光加速度計

在審

• 申請號: 202010310071.7
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111426857A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 金華伏安光電科技有限公司
• 主分類號: G01P15/11
• 分類號: G01P15/11;G01R33/032;G01J3/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種高靈敏度熒光加速度計，該加速度計包括襯底、微波導線、第一光纖、第二光纖、彈性柱、磁鐵、金剛石顆粒。彈性柱頂部的磁鐵作為質量塊，在具有加速度時，彈性柱產生形變，從而改變金剛石顆粒處的磁場。在磁場和微波的共同作用下，金剛石氮?空位色心發光光譜分裂，通過測量熒光強度與微波頻率之間的關系，從而獲得金剛石顆粒處的磁場，通過金剛石顆粒處的磁場確定加速度。由于基于金剛石氮?空位色心發光光譜對磁場非常敏感，所以本發明具有靈敏度高的優點。

技術領域

本發明涉及加速度探測領域，具體涉及一種高靈敏度熒光加速度計。

背景技術

加速度計是測量加速度的儀表，在工程技術領域具有重要的應用價值。通常，加速度計由質量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件等部分組成。加速度計在加速過程中，通過對質量塊所受慣性力的測量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據敏感元件的不同，常見的加速度計有電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。基于電學原理的加速度計探測靈敏度低，不能滿足高精度加速度測量。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供了一種高靈敏度熒光加速度計，該加速度計包括襯底、微波導線、第一光纖、第二光纖、彈性柱、磁鐵、金剛石顆粒。襯底中具有垂直于襯底平面的孔洞，孔洞中設有微波導線，微波導線的端面與襯底的表面平齊。在微波導線的端面設置有間隙，在間隙的兩側設置第一光纖和第二光纖。在間隙內設置有金剛石顆粒，金剛石顆粒均含有氮-空位色心。在第一光纖、間隙、第二光纖的上方設置有彈性柱，在彈性柱的頂部設置有磁鐵。探測加速度時，在微波導線內導入預定頻率范圍的微波信號，從第一光纖耦合進入預定波長的激發光，金剛石顆粒中的氮-空位色心受激發射熒光，在第二光纖的端部探測金剛石顆粒受激發射的熒光，通過分析熒光的強度與微波頻率的關系，確定金剛石顆粒處的磁場強度，從而判斷加速度的大小和方向。

更進一步地，微波信號的頻率范圍為2.8GHz-2.94GHz。

更進一步地，在第一光纖的與所述間隙接觸的端面設有貴金屬顆粒。

更進一步地，第一光纖和第二光纖為單模光纖或多模光纖。

更進一步地，磁鐵為條形磁鐵、正方形磁鐵、長方形磁鐵、馬蹄形磁鐵、環形磁鐵。

本發明的有益效果：本發明提供一種高靈敏度熒光加速度計，發明中彈性柱頂部的磁鐵作為質量塊，在具有加速度時，彈性柱產生形變，從而改變金剛石顆粒處的磁場。在磁場和微波的共同作用下，金剛石氮-空位色心發光光譜分裂，通過測量熒光強度與微波頻率之間的關系，從而獲得金剛石顆粒處的磁場，通過金剛石顆粒處的磁場確定加速度。由于基于金剛石氮-空位色心發光光譜對磁場非常敏感，所以本發明具有靈敏度高的優點。

以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是高靈敏度熒光加速度計的示意圖。

圖2是又一種高靈敏度熒光加速度計的示意圖。

圖中：1、基底；2、微波導線；3、第一光纖；4、第二光纖；5、金剛石顆粒；6、彈性柱；7、磁鐵；8、貴金屬顆粒。

具體實施方式

為進一步闡述本發明達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及實施例對本發明的具體實施方式、結構特征及其功效，詳細說明如下。

實施例1