1.一种氮空位色心金刚石的扫描磁强计,其特征在于:包括原子力显微镜系统和光学检测磁信息系统;
所述原子力显微镜系统包括超高真空腔体、扫描筒(1)、氮空位色心金刚石探针(2)、
670nm波长激光器(3)、四象限光电二极管探测器(4)、锁相环(5)、自动增益控制回路(6)、压电陶瓷(7)、50Ω电阻(8)、反馈控制回路(9)、锁相放大器(10)、载波器(11)、表面形貌信息输出端口(12)、磁信息输出端口(13);
所述光学检测磁信息系统包括20μm直径的铜线(14)、微波发生器(15)、微波开关(16)、射频发生器(17)、射频开关(18)、物镜(19)、第一反射镜(20)、532nm波长激光器(21)、第二反射镜(22)、雪崩光电二极管(23)、磁场线圈(24)、磁场发生器(25)、现场可编程逻辑门阵列(26);
其中,扫描筒(1)、氮空位色心金刚石探针(2)、670nm波长激光器(3)、四象限光电二极管探测器(4)、压电陶瓷(7)、50Ω电阻(8)均位于超高真空腔体内;氮空位色心金刚石探针(2)的针尖位于扫描筒(1)的台面正上方;670nm波长激光器(3)的出射端与氮空位色心金刚石探针(2)的针尖斜对;四象限光电二极管探测器(4)的入射端与氮空位色心金刚石探针(2)的针尖斜对;锁相环(5)的信号输入端与四象限光电二极管探测器(4)的信号输出端连接;自动增益控制回路(6)的信号输入端与锁相环(5)的信号输出端连接;压电陶瓷(7)与氮空位色心金刚石探针(2)的针尾固定,且压电陶瓷(7)的信号输入端与自动增益控制回路(6)的信号输出端连接;50Ω电阻(8)的一端接地,另一端与氮空位色心金刚石探针(2)的针尾连接;反馈控制回路(9)的信号输入端与锁相环(5)的信号输出端连接;反馈控制回路(9)的信号输出端与扫描筒(1)的信号输入端连接;锁相放大器(10)的信号输入端与锁相环(5)的信号输出端连接;载波器(11)的信号输出端与锁相放大器(10)的信号输入端连接;表面形貌信息输出端口(12)与反馈控制回路(9)的信号输出端连接;磁信息输出端口(13)与锁相放大器(10)的信号输出端连接;
微波开关(16)的一端与微波发生器(15)的信号输出端连接,另一端通过20μm直径的铜线(14)与扫描筒(1)的台面搭接;射频开关(18)的一端与射频发生器(17)的信号输出端连接,另一端通过20μm直径的铜线(14)与扫描筒(1)的台面搭接;物镜(19)的上出射端与扫描筒(1)的台面正对;第一反射镜(20)的上出射端与物镜(19)的下入射端正对;第一反射镜(20)的下入射端与物镜(19)的下出射端正对;532nm波长激光器(21)的出射端与第一反射镜(20)的上入射端正对;第二反射镜(22)的入射端与第一反射镜(20)的下出射端正对;雪崩光电二极管(23)的入射端与第二反射镜(22)的出射端正对;雪崩光电二极管(23)的信号输出端与反馈控制回路(9)的信号输入端连接;磁场线圈(24)与扫描筒(1)的台面斜对;磁场发生器(25)的信号输出端与磁场线圈(24)的信号输入端连接;现场可编程逻辑门阵列(26)的信号输出端分别与反馈控制回路(9)的控制端、微波开关(16)的控制端、射频开关(18)的控制端、532nm波长激光器(21)的控制端、磁场发生器(25)的控制端连接;
超高真空腔体的腔壁上密封贯穿安装有四个真空接口;锁相环(5)的信号输入端通过第一个真空接口与四象限光电二极管探测器(4)的信号输出端连接;压电陶瓷(7)的信号输入端通过第二个真空接口与自动增益控制回路(6)的信号输出端连接;反馈控制回路(9)的信号输出端通过第三个真空接口与扫描筒(1)的信号输入端连接;20μm直径的铜线(14)通过第四个真空接口与扫描筒(1)的台面搭接。