[發(fā)明專利]自旋共聚焦探測磁性系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110067232.9
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112858966B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷振東;陳南光;金石琦
• 申請（專利權(quán)）人: 雷振東
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 程華

1.一種自旋共聚焦探測磁性系統(tǒng)，用于檢測待測磁性樣品，其特征在于，所述自旋共聚焦探測磁性系統(tǒng)包括：

發(fā)射源，用于發(fā)射初始光源信號；

選波放大單元，設(shè)置在所述初始光源信號的傳輸光路上，用于根據(jù)所述初始光源信號獲得選波放大光信號；

偏振調(diào)節(jié)單元，設(shè)置在所述選波放大光信號的傳輸光路上，用于調(diào)節(jié)所述選波放大光信號并將所述選波放大光信號聚焦成一束光線，獲得調(diào)節(jié)光信號；

分束器，設(shè)置在所述調(diào)節(jié)光信號的傳輸光路上，用于將所述調(diào)節(jié)光信號分成沿所述調(diào)節(jié)光信號的傳輸光路傳輸?shù)牡谝还庑盘柤芭c所述第一光信號傳輸方向垂直的第二光信號；

第一聚焦單元，設(shè)置在所述第一光信號的傳輸光路上，用于將所述第一光信號聚焦在所述待測磁性樣品上；所述第一光信號對所述待測磁性樣品進(jìn)行照射，所述待測磁性樣品被所述第一光信號激發(fā)，產(chǎn)生攜帶樣品信息的激發(fā)光信號和熒光信號；所述激發(fā)光信號與所述熒光信號沿著與所述第一光信號的傳輸光路相反的方向，返回到所述分束器；所述分束器還用于對返回到所述分束器的所述激發(fā)光信號、所述熒光信號進(jìn)行90度偏轉(zhuǎn)使所述激發(fā)光信號、所述熒光信號的傳輸方向與所述第二光信號的傳輸方向重合；

磁性樣品容器，用于盛放待測磁性樣品并為所述待測磁性樣品提供非均勻磁場；

第二聚焦單元，設(shè)置在所述第二光信號的傳輸光路上，用于根據(jù)所述分束器處的所述激發(fā)光信號得到第一過濾光信號、根據(jù)所述分束器處的所述熒光信號得到過濾熒光信號及根據(jù)所述第二光信號得到第二過濾光信號；

轉(zhuǎn)換單元，設(shè)置在所述第一過濾光信號、所述過濾熒光信號及所述第二過濾光信號的傳輸光路上，用于將所述第一過濾光信號中的偏振光類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換并進(jìn)行檢偏，得到第一探測光信號、將所述過濾熒光信號中的偏振光類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換并進(jìn)行檢偏得到探測熒光信號及將所述第二過濾光信號中的偏振光類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換并進(jìn)行檢偏得到第二探測光信號；

預(yù)處理單元，設(shè)置于所述第一探測光信號、所述探測熒光信號及所述第二探測光信號的傳輸光路上，用于根據(jù)所述第一探測光信號、所述探測熒光信號及所述第二探測光信號獲得所述待測磁性樣品的原子反應(yīng)機(jī)理；

所述轉(zhuǎn)換單元包括：

四分之一波片，位于所述偏轉(zhuǎn)后的第一過濾光信號、所述偏轉(zhuǎn)后的過濾熒光信號及第二過濾光信號的光路上且位于第五透鏡、所述預(yù)處理單元之間，所述四分之一波片用于轉(zhuǎn)換所述第一過濾光信號中的偏振光類型得到第一轉(zhuǎn)換光信號、轉(zhuǎn)換所述偏轉(zhuǎn)后的過濾熒光信號中的偏振光類型得到轉(zhuǎn)換熒光信號及轉(zhuǎn)換所述第二過濾光信號中的偏振光類型得到第二轉(zhuǎn)換光信號；

第二半波片，位于所述第一轉(zhuǎn)換光信號、所述轉(zhuǎn)換熒光信號及所述第二轉(zhuǎn)換光信號的光路上且位于所述四分之一波片、所述預(yù)處理單元之間，所述第二半波片用于對所述第一轉(zhuǎn)換光信號進(jìn)行檢偏得到第一探測光信號、對所述轉(zhuǎn)換熒光信號進(jìn)行檢偏得到探測熒光信號及對所述第二轉(zhuǎn)換光信號進(jìn)行檢偏得到第二探測光信號；

所述磁性樣品容器包括非均勻磁場發(fā)生器、磁性樣品容器控制臺、樣品臺和電源；所述非均勻磁場發(fā)生器為磁鐵或交流電線圈；所述磁性樣品容器控制臺用來調(diào)節(jié)所述電源大小以及所述樣品臺空間的非均勻磁場的大小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋共聚焦探測磁性系統(tǒng)，其特征在于，所述選波放大單元包括：

第一濾波器，位于所述初始光源信號的傳輸光路上，用于對所述初始光源信號進(jìn)行濾波，獲得濾波光信號；

第一半波片，位于所述濾波光信號的傳輸光路上，用于對所述濾波光信號進(jìn)行起偏，獲得偏振光信號；

電光調(diào)制器，位于所述偏振光信號的傳輸光路上，用于對所述偏振光信號進(jìn)行脈沖調(diào)制，獲得脈沖光信號；

第一擴(kuò)束鏡和第二擴(kuò)束鏡，位于所述脈沖光信號的傳輸光路上，用于對所述脈沖光信號進(jìn)行準(zhǔn)直、擴(kuò)束，獲得選波放大光信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋共聚焦探測磁性系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振調(diào)節(jié)單元包括：

空間偏光片，位于所述選波放大光信號的傳輸光路上，用于對設(shè)定波長的所述選波放大光信號進(jìn)行篩選，獲得篩選光信號；

偏光分析儀，位于所述篩選光信號的傳輸光路上，用于根據(jù)設(shè)定的角度、強(qiáng)度、相位及脈寬對所述篩選光信號進(jìn)行監(jiān)測、調(diào)整，獲得調(diào)整光信號；

圓柱鏡，位于所述調(diào)整光信號的傳輸光路上，用于對所述調(diào)整光信號進(jìn)行線聚焦，獲得調(diào)節(jié)光信號。