[發明專利]自旋共聚焦探測磁性系統及方法

有效

• 申請號: 202110067232.9
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112858966B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 雷振東;陳南光;金石琦
• 申請（專利權）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權代理有限公司 11385
• 代理人: 程華

本發明提供一種自旋共聚焦探測磁性系統及方法，探測系統通過發射源發射初始光源信號經選波放大單元及偏振調節單元后形成調節光信號，分束器將調節光信號分成第一光信號及第二光信號，第一聚焦單元將第一光信號聚焦在磁性樣品上，樣品容器提供非均勻磁場，磁性樣品產生激發光信號和熒光信號，激發光信號、熒光信號返回分束器與第二光信號傳輸方向重合，通過第二聚焦單元對激發光信號、熒光信號及第二光信號進行聚焦、過濾，并經轉換單元進行偏振光類型轉換，經預處理單元得到待測樣品的原子反應機理。本發明能夠低動量區分攜帶樣品信息的光子與噪聲散射光子，獲得待測樣品的反應機理，有效降低非焦平面噪聲干擾，提高空間分辨率及成像質量。

技術領域

本發明涉及自旋共聚焦探測磁性技術領域，特別是涉及一種自旋共聚焦探測磁性樣品及方法。

背景技術

在微觀探測領域中，增加樣品的探測厚度、提高分辨率和成像質量一直是科學家追逐的目標。共聚焦顯微鏡是利用掃描光束通過光柵針孔形成點光源，在熒光標記標本的焦平面上逐點掃描，采集點的光信號通過探測針孔到達接收器，再經過信號處理，在計算機監視屏上形成圖像。對于物鏡焦平面的焦點處發出的光在針孔處可以得到很好的會聚，可以全部通過針孔被探測器接收。而在焦平面上下位置發出的光在針孔處會產生直徑很大的光斑，對比針孔的直徑大小，則只有極少部分的光可以透過針孔被探測器接收。而且隨著距離物鏡焦平面的距離越大，樣品所產生的雜散光在針孔處的彌散斑就越大，能透過針孔的能量就越少(由10％到1％，慢慢接近為0％)，因而在探測器上產生的信號就越小，影響也越小。正由于共聚焦顯微僅對樣本焦平面成像，有效的避免了衍射光和和散射光的干擾，使得它具有比普通顯微鏡更高的分辨率。

現有的常規共聚焦顯微鏡是光信號成像，對于磁性樣品的探測，接收器很難區別攜帶重要信息的光子及散射噪聲光子，兩種光子在動量空間是相吻合的，現有技術中并不存在用于自旋磁矩分列能級成像共聚焦探測的具體裝置，不能基于具體裝置實現磁性樣品成像共聚焦探測和目標系統機理及量子非線性特質的研究。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種自旋共聚焦探測磁性系統及方法，與常規顯微鏡相比能夠低動量傳遞區分噪聲散射光子，并能夠有效地降低非焦平面噪聲的干擾，提高空間分辨率及成像質量。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種自旋共聚焦探測磁性系統，用于檢測待測磁性樣品，所述自旋共聚焦探測磁性系統包括：

發射源，用于發射初始光源信號；

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

偏振調節單元，設置在所述選波放大光信號的傳輸光路上，用于調節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，獲得調節光信號；

分束器，設置在所述調節光信號的傳輸光路上，用于將所述調節光信號分成沿所述調節光信號的傳輸光路傳輸的第一光信號及與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行照射，所述待測磁性樣品被所述第一光信號激發，產生攜帶樣品信息的激發光信號和熒光信號；所述激發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光信號、所述熒光信號進行90度偏轉使所述激發光信號、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，設置在所述第二光信號的傳輸光路上，用于根據所述分束器處的所述激發光信號得到第一過濾光信號、根據所述分束器處的所述熒光信號得到過濾熒光信號及根據所述第二光信號得到第二過濾光信號；