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专利号: 201711140565X
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于三维扫描的自旋浓度测量系统的测量方法,其特征在于自旋浓度测量系统

包括激光聚焦调节系统(1)、荧光采集系统(2)和金刚石位移台(3);

所述激光聚焦调节系统(1)包括聚焦压电组(1‑1)、激光器(1‑2)、第一小孔(1‑31)、第二小孔(1‑32)、偏振片(1‑4)、第一凸透镜(1‑51)、第二凸透镜(1‑52)和二色镜(1‑6);激光器(1‑2)发射的激光经过第一小孔(1‑31)后再通过偏振片(1‑4)出来偏振光,再经过第一凸透镜(1‑51)聚焦后经过第二小孔(1‑32)后再由第二凸透镜(1‑52)聚焦后经二色镜(1‑6)反射,由聚焦压电组(1‑1)进行精准聚焦照射于金刚石上;

所述聚焦压电组(1‑1)包括间隔式组合压电片组(1‑1‑1)、凸透镜(1‑1‑2)、凸透镜固定架(1‑1‑3)和外部固定架(1‑1‑4);凸透镜(1‑1‑2)安装于凸透镜固定架(1‑1‑3)的内部,凸透镜固定架(1‑1‑3)与外部固定架(1‑1‑4)之间采用间隔式组合压电片组(1‑1‑1)连接;间隔式组合压电片组(1‑1‑1)包括扭动压电组(1‑1‑1‑1)和伸缩压电组(1‑1‑1‑2),扭动压电组(1‑1‑1‑1)和伸缩压电组(1‑1‑1‑2)中的压电片间隔穿插排布;

所述荧光采集系统(2)包括光电探测器、数据采集卡和计算机,金刚石(3‑1)激发产生的荧光经过聚焦压电组(1‑1)、二色镜(1‑6)被PD检测到后经过数据采集卡将数据传入计算机;

所述金刚石位移台(3)包括金刚石(3‑1)、载物台(3‑2)、摩擦板(3‑3)和压电驱动座(3‑

4),金刚石(3‑1)固定于载物台(3‑2)上,载物台(3‑2)下方与摩擦板(3‑3)固定连接,在摩擦板(3‑3)的四个角点处分别安装压电驱动座(3‑4);压电驱动座(3‑4)包括间接驱动球(3‑4‑

1)、扭摆压电组(3‑4‑2)和底部固定座(3‑4‑3),底部固定座(3‑4‑3)呈五面体盒子状,其内部五个面的中心安装扭摆压电组(3‑4‑2),扭摆压电组(3‑4‑2)与间接驱动球(3‑4‑1)连接,间接驱动球(3‑4‑1)与位于其上方的摩擦板(3‑3)接触,并带动摩擦板(3‑3)进行移动;

测量方法为:测量系统将金刚石在竖直方向划分为m层,每一层根据设定在水平面划分为n x n个矩形网格,实现三维n x n x m个网格块的划分,运用激光共聚焦技术将激光分别聚焦于同一层的n x n个网格点内测量得到一个面的n x n个网格点的荧光强度;再将激光聚焦于下一层的n x n个网格点进行测量,依次类推得到整体三维荧光强度矩阵;由于单个NV色心对应的荧光强度是已知的,通过其线性关系可以求解得到金刚石NV色心整体三维浓度。