[发明专利]金刚石NV色心磁力探测模块及磁力探测系统

权利要求书

1.一种金刚石NV色心磁力探测模块，其特征在于，包括：连接有光纤的金刚石NV色心系综薄片、分别设置在所述金刚石NV色心系综薄片上下表面的磁通量聚集模块以及微波天线模块；

所述金刚石NV色心系综薄片的侧面设有凹槽，所述光纤设于所述凹槽内；在所述金刚石NV色心系综薄片的表面溅射有镜面全反射镀层、且所述镜面全反射镀层避开所述凹槽；

所述微波天线模块至少设置两个，分别设于所述金刚石NV色心系综薄片与所述磁通量聚集模块之间，所述微波天线模块用于与微波源连接；

其中，所述金刚石NV色心系综薄片在激光和微波源的激发下产生的荧光，经过所述镜面全反射镀层从所述光纤中射出。

2.如权利要求1所述的金刚石NV色心磁力探测模块，其特征在于，所述NV色心系综薄片为片状金刚石，厚度为20μm～200μm，薄片表面尺寸为毫米级，每个面的表面粗糙度为0.1nm-10nm、色心浓度为0.001ppm-200ppm。

3.如权利要求2所述的金刚石NV色心磁力探测模块，其特征在于，所述金刚石NV色心系综薄片为圆形的片状金刚石，直径为0.5mm-5mm。

4.如权利要求1至3任一项所述的金刚石NV色心磁力探测模块，其特征在于，所述磁通量聚集模块为圆台型，且底圆直径为1-3cm，顶圆的直径为0.5mm-5mm，所述磁通量聚集模块的截面由所述金刚石NV色心系综薄片向外逐渐增大。

5.如权利要求1所述的金刚石NV色心磁力探测模块，其特征在于，所述光纤的尺寸小于或者等于所述金刚石NV色心系综薄片的厚度。

6.如权利要求5所述的金刚石NV色心磁力探测模块，其特征在于，所述凹槽的尺寸与所述光纤的内径相匹配。

7.如权利要求5所述的金刚石NV色心磁力探测模块，其特征在于，所述光纤的内径为20μm～200μm。

8.如权利要求1所述的金刚石NV色心磁力探测模块，其特征在于，所述镜面全反射镀层的厚度为50nm～2000nm。

9.一种金刚石NV色心磁力探测系统，其特征在于，包括：权利要求1至8任一项所述的磁力探测模块，以及激光入射模块和荧光收集模块；

所述激光入射模块包括激光器、第一声光调制器、分束镜、反射镜片和第二声光调制器；

所述荧光收集模块包括与所述磁力探测模块的光纤的一端顺次连接的光纤准直器、双色镜片、滤光片、聚焦透镜和第一光电探测器；

其中，所述激光器发射的激光经所述反射镜片反射至所述双色镜片、经所述双色镜片反射至所述光纤准直器、从所述光纤准直器经所述光纤入射至所述NV色心系综薄片内；所述NV色心系综薄片被激光激发的荧光从所述光纤射出、透过所述双色镜片发射到所述第一光电探测器。

10.如权利要求9所述的金刚石NV色心磁力探测系统，其特征在于，所述激光入射模块还包括激光反馈调节模块，用于调节入射激光的强度；其中，所述激光反馈调节模块包括第二光电探测器和稳定激光功率的控制器，入射激光通过分束镜将部分入射激光发射到控制器，控制器连接第一声光调制器，调节激光器的发射功率。