申請號：201710256550.3
       申請人：中北大學
       發明人：劉俊 郭浩 唐軍 趙銳 劉文耀 朱強 馬宗敏 趙彬彬 高研杰

       摘要： 本發明公開了一種基于微波調相譜技術的金剛石色心自旋傳感檢測方法，包括如下步驟：（1）、將微波發射端（4）和微波接收端（5）對稱安裝在抗磁圓環（8）內側，微波發射端（4）與微波源連接，微波接收端（5）連接FPGA的數據采集口或示波卡的信號輸入端，或者，微波接收端（5）通過分口器分別連接示波卡的信號輸入端和FPGA的數據采集口。本發明結合了微波調相譜技術進行金剛石色心原子共振信號的檢測，用激光將電子能級激發，掃描外加磁場，利用金剛石色心基態能級對微波場的吸收作用檢測微波信號的變化，用來讀出色心自旋信息。本發明檢測方法簡便，精度高，而且消除了光路的復雜性和不穩定性，提高了原子磁共振的信噪比。        主權利要求：1.一種基于微波調相譜技術的金剛石色心自旋傳感檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：（1）、將微波發射端（4）和微波接收端（5）對稱安裝在抗磁圓環（8）內側，微波發射端（4）與微波源連接，微波接收端（5）連接FPGA的數據采集口或示波卡的信號輸入端，或者，微波接收端（5）通過分口器分別連接示波卡的信號輸入端和FPGA的數據采集口；（2）、將具有NV色心的金剛石（1）固定在抗磁圓環（8）中心，采用激光器發射激光照射到金剛石表面，初始化NV色心的自旋狀態，使其都布局在ms=0的狀態，使金剛石完成初始化；（3）、打開微波源，微波發射端發射微波掃頻信號，設置微波場頻率在2.85GHz~2.89GHz，掃頻微波透過金剛石樣品，微波接收端進行投射微波的吸收，微波接收端的信號進入示波卡和FPGA，示波卡實時顯示圖形，FPGA則對采集的信號進行數字濾波處理，并解算繪制解調圖形顯示在圖形顯示窗口；（4）、通過觀察微波的吸收峰，由此直觀看出金剛石色心的電子共振譜。
       2.一種基于微波調相譜技術的金剛石色心自旋傳感檢測系統，其特征在于：包括抗磁圓環（8），所述抗磁圓環（8）內側對稱安裝有微波發射端（4）和微波接收端（5），所述微波發射端（4）連接微波源，所述微波接收端（5）連接FPGA和/或示波卡；所述抗磁圓環（8）中心固定具有NV色心的金剛石（1），所述金剛石（1）由激光器（2）照射到表面。
       3.根據權利要求2所述的基于微波調相譜技術的金剛石色心自旋傳感檢測系統，其特征在于：三個微波發射端（4）固定在抗磁圓環（8）內側卡槽中，間隔15度；三個微波接收端（5）固定在抗磁圓環（8）內側卡槽中，間隔15度。
       4.根據權利要求3所述的基于微波調相譜技術的金剛石色心自旋傳感檢測系統，其特征在于：微波發射端（4）包括樹脂板，所述樹脂板上印有寬度為0.03mm的環狀金屬絲作為微波發射天線；所述微波接收端（5）包括樹脂板，所述樹脂板上印有寬度為0.03mm的環狀金屬絲作為微波接收天線。
       5.根據權利要求4所述的基于微波調相譜技術的金剛石色心自旋傳感檢測系統，其特征在于：所述微波發射端或者微波接收端的制備方法如下：通過熱壓印技術將金屬銅壓在絕緣合成樹脂板上，然后將具有天線結構圖形的油紙緊貼在樹脂板上，再次熱壓印轉移圖形，油紙上繪制天線結構圖形的墨不溶于濃氨水，然后使用濃氨水除去樹脂板上裸露的金屬銅，留下天線結構，然后用砂紙把墨擦掉，形成金屬銅微波天線。
       6.根據權利要求2所述的基于微波調相譜技術的金剛石色心自旋傳感檢測系統，其特征在于：所述抗磁圓環（8）采用鋁合金材料制備。
       7.根據權利要求4所述的基于微波調相譜技術的金剛石色心自旋傳感檢測系統，其特征在于：所述環狀金屬絲直徑為1cm。