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[发明专利]一种实现高分辨率量子传感的脉冲整形算法-CN202010817380.3有效
发明人：刘俊;唐军;李中豪;郭浩;刘文耀;温焕飞;马宗敏;周彦汝;崔凌霄;张健;潘鼎文 -专利权人：中北大学
申请日： 2020-08-14 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： H03K5/01 文献下载
摘要：本发明涉及量子检测的微波脉冲领域，具体涉及一种实现高分辨率量子传感的脉冲整形算法，可应用于实现电子自旋的高光谱分辨、高频率分辨率交流磁场检测以及特定核磁共振信号的检测，本发明利用NV色心对磁信号和微波信号变化的高敏感度，通过算法改变脉冲电压幅值，能够突破现有信号发生器的自身硬件最高时间分辨率的限制，在高速量子操控中，实现更精确的量子相位翻转及控制。该方法实现简单，提升谱信噪比的同时还可以增强其应用于量子传感器的响应灵敏度，特别适用于需要多个π脉冲量子动态解耦技术以及高保真度量子调控领域当中。
一种实现高分辨率量子传感脉冲整形算法

[发明专利]一种气室镀膜能量转移与弛豫特性的纳米尺度同时显微测量系统-CN202011539396.9有效
发明人：刘俊;马宗敏;唐军;石云波;张晓明;郭浩;温焕飞;董诚;魏久焱 -专利权人：中北大学
申请日： 2020-12-23 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G01Q60/24 文献下载
摘要：一种气室镀膜能量转移与弛豫特性的纳米尺度同时显微测量系统，由空间弛豫特性检测单元、原子力显微镜能量转移微区检测单元、屏蔽筒、镀膜碱金属原子气室、数据处理单元和磁场控制线圈组成。空间弛豫特性检测单元由激光器、光隔离器、空间光滤波器、反射镜、格兰泰勒透镜、四分之一波片、空间光调制器、聚焦透镜、四分之一波片、偏振片、PD检测单元、I/V放大单元、数据采集单元、分光镜、光学斩波器组成；能量转移微区检测单元由镀膜样品、探针、起振器、激光器、四象限光电探测单元、带通滤波器单元、自动增益控制器、加法器、压电扫描筒、样品台和PI控制器组成。本发明用于碱金属原子气室中抗弛豫镀膜碰撞能量转移与碱金属弛豫时间的关联表征。
一种镀膜能量转移特性纳米尺度同时显微测量系统

[发明专利]一种用于扫描微波显微镜的扫描微波探针及其制备方法-CN202310579521.6在审
发明人： 温焕飞;唐军;刘俊;李中豪;郭浩;马宗敏;李鑫 -专利权人：中北大学
申请日： 2023-05-23 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： G01Q90/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于扫描微波显微镜的扫描微波探针及其制备方法，扫描微波探针包括：基板、电极片、悬臂梁和探针针尖，电极片通过印刷工艺沉积在基板上，悬臂梁通过导电胶固定于基板上，并且一端与电极片相接触，另一端悬空设置，悬臂梁悬空的一端向电极片一侧弯折，形成探针针尖，制备悬臂梁的材料为铂金或其他金属导电材料。本发明的技术方案克服现有技术中的定频扫描微波探针工作频率单一，制作工艺复杂的问题。
一种用于扫描微波显微镜探针及其制备方法

[发明专利]一种基于四象限光电探测器的动静平衡检测装置及方法-CN202310544653.5有效
发明人： 温焕飞 -专利权人：中北大学
申请日： 2023-05-16 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G01M1/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于四象限光电探测器的动静平衡检测装置及方法，属于机械或部件的静动平衡技术领域，装置包括：测量平台、固定底座、磁铁、四象限光电探测器、半导体激光器和分光四棱锥，固定底座为四周封闭且具有一开口面的槽状结构，测量平台悬浮于固定底座开口面的上方，测量平台具有与开口面相适配的连接底座和覆盖于固定底座的平台面，连接底座和固定底座相对面上分别相对应设置多个磁铁，半导体激光器固定于固定底座的中心位置，分光四棱锥固定于测量平台的相对于固定底座的内表面上，并与半导体激光器同轴设置。本发明的技术方案克服现有技术中动静平衡检测精度较低、动态性能较差的问题。
一种基于象限光电探测器动静平衡检测装置方法

[发明专利]一种原子力探针针尖修正系统-CN202211112416.3在审
发明人：刘俊;马宗敏;唐军;温焕飞;石云波;刘晓雅;方向前;温阳;陈纵横 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-09-14 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： G01Q60/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种原子力探针针尖修正系统，涉及原子力显微镜技术领域，包括：探针偏转检测装置、探针起振压电装置、横纵向力生成装置、针尖模型解析器、探针修正控制器、脉冲冲击修正装置、原子力修正装置、压电扫描器和修正标准装置；待修正探针反射的激光依次经过探针偏转检测装置、探针起振压电装置、横纵向力生成装置和针尖模型解析器，确定针尖附着物的尺寸和方位；探针修正控制器根据针尖附着物的尺寸和方位产生启动信号，通过脉冲冲击修正装置或原子力修正装置，使得针尖附着物从待修正探针上转移到修正标准装置上，实现待修正探针的针尖修正。本发明实现了探针的修正。
一种原子探针针尖修正系统

[发明专利]基于系综氮原子-空位色心的多物理参数宽场量子相机-CN202011585896.6有效
发明人：李中豪;刘俊;唐军;李志明;王天宇;郭浩;温焕飞;马宗敏 -专利权人：中北大学
申请日： 2020-12-29 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于金刚石系综NV色心的多物理参数宽场量子相机，用于对待测芯片的磁场和温度进行成像。包括光路与荧光系统、微波系统、外加磁场系统、采集控制与数据处理系统和系综金刚石。光路与荧光系统主要是用于金刚石NV色心的光极化和光读出，此外还能对光斑大小进行调节和实现激光光强的调节。微波系统主要是对金刚石NV色心施加共振微波能量来实现磁共振探测。外加磁场系统主要是为了可以更好地描述塞曼分裂的程度，让不同NV轴方向的共振峰全部退简并，产生ODMR，进一步提高NV中心测量未知外部磁场强度和方向的能力。采集控制与数据处理系统的作用是对采集到的图片数据进行数据处理从而解算出需要的磁场和温度探测结果。
基于系综氮原子空位色心物理参数量子相机

[发明专利]一种基于磁致法拉第旋光效应的加速度传感器-CN202010722797.1有效
发明人：郭浩;刘俊;唐军;武亮伟;马宗敏;李中豪;温焕飞;石云波 -专利权人：中北大学
申请日： 2020-07-24 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： G01P15/105 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于磁致法拉第旋光效应的加速度传感器，具体为：双端固支悬臂梁质量块结构8的中心质量块上嵌入磁性薄膜7；悬臂梁质量块结构上方设有玻璃基底6，玻璃基底表面沉积有磁光晶体5，磁光晶体一端通过光纤Ⅰ4a连接起偏器3，起偏器的入射光方向设有平凸镜Ⅰ2a，平凸镜Ⅰ的入射光方向设有激光器1；磁光晶体另一端通过光纤Ⅱ4b连接弹光调制器10，弹光调制器的出射光方向依次设有检偏器11、平凸镜Ⅱ2b、光电探测器12、前置放大器13、锁相放大器14。当有加速度信号时，诱导磁性薄膜磁场变化，从而引起磁光晶体线偏振光发生旋光效应，产生旋光角，通过检测加速度诱导的磁致旋光角，实现对微弱加速度参数高精度测量。
一种基于法拉第效应加速度传感器

[发明专利]基于金刚石NV色心的单路三轴磁信息检测方法及系统-CN202010516017.8有效
发明人：郭浩;刘俊;唐军;李中豪;马宗敏;温焕飞;王琴琴;武亮伟 -专利权人：中北大学
申请日： 2020-06-09 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： G01R33/032 文献下载
摘要：本发明公开一种基于金刚石NV色心的单路三轴磁信息检测方法及系统，在激光与微波扫频信号的作用下，金刚石NV色心产生荧光，并通过光电探测器采集到光信号转换为电信号，在示波器上观察到金刚石NV色心的ODMR谱，再通过调整金刚石附近磁铁的位置，得到产生四对峰值的ODMR谱，通过PC机对微波控制模块进行分频调控，产生等频率差等时序输出的单侧ODMR的四路微波频率信号，由数据采集软件采集并记录为初始值，改变外部磁场的大小，重复数据采集步骤，将采集到的新的数据与初始值进行比较，进行电磁信息转换与三轴磁信息解算，最终由PC机输出最后的磁场变化结果。本发明检测方法简便，节约了大型实验设备与空间，提高了实验效率。
基于金刚石 nv 色心单路三轴磁信息检测方法系统

[发明专利]一种基于磁旋光微光学加速度计的加速度信息闭环检测系统-CN202010721727.4有效
发明人：郭浩;刘俊;唐军;武亮伟;马宗敏;李中豪;温焕飞;石云波 -专利权人：中北大学
申请日： 2020-07-24 - 公布日： 2021-12-28 - 主分类号： G01P15/093 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于磁旋光微光学加速度计的加速度信息闭环检测系统，包括双端固支悬臂梁质量块结构（8），双端固支悬臂梁质量块结构（8）的中心质量块上嵌入磁性薄膜（7）；双端固支悬臂梁质量块结构（8）上方设有玻璃基底（6），玻璃基底（6）表面沉积有磁光晶体（5），磁光晶体（5）一端通过光纤Ⅰ（4a）连接起偏器（3），起偏器（3）的入射光方向设有平凸镜Ⅰ（2a），平凸镜Ⅰ（2a）的入射光方向设有激光器（1）。本发明通过闭环检测加速度信息的方法，实时检测这个测量系统的稳定性，最终来修正测量结果，这样可有效消除其他不定因素，提高系统的长期稳定性，实现高精度、高灵敏度、高稳定性加速度信息检测。
一种基于磁旋光微光加速度计加速度信息闭环检测系统

[发明专利]一种基于磁旋光微光学加速度计磁、热噪声双路差分抑制系统-CN202010721749.0有效
发明人：郭浩;刘俊;唐军;武亮伟;马宗敏;李中豪;温焕飞;石云波 -专利权人：中北大学
申请日： 2020-07-24 - 公布日： 2021-12-21 - 主分类号： G01P15/093 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于磁旋光微光学加速度计磁、热噪声双路差分抑制系统，包括双端固支悬臂梁质量块结构（9），所述双端固支悬臂梁质量块结构（9）的中心质量块上嵌入磁性薄膜（8），该磁性薄膜结构进行海尔贝克排列；所述双端固支悬臂梁质量块结构（9）上方平行布置有两条玻璃基底（7），其中一条玻璃基底（7）表面沉积有磁光晶体Ⅰ（6a），另一条玻璃基底（7）表面沉积有磁光晶体Ⅱ（6b）。本发明采用双路原位同步调制解调差分技术来实现对温度、磁噪声的共模抑制，解决了传统微光学加速度计技术依赖温控系统来抑制温噪技术的抑制比低、难以集成的技术难题，为高效温度噪声抑制技术研究提供了技术支撑。
一种基于磁旋光微光加速度计噪声双路差分抑制系统

[发明专利]一种双频点/高辐射效率的平面微波谐振天线-CN201911162327.8有效
发明人：刘俊;李中豪;唐军;郭浩;陈艺萱;马宗敏;温焕飞 -专利权人：中北大学
申请日： 2019-11-25 - 公布日： 2021-10-29 - 主分类号： H01Q1/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型双频点/高辐射效率的平面微波谐振天线，包括长方形介质基板，其基板底面是接地辐射贴片，及置于介质基板上表面的直角折线对称凹形的金属箔片制馈线。利用SMA接头将内心直接焊接在馈线上，连接接地辐射贴片。该发明借助电磁仿真软件ANSYS HFSS进行仿真设计，通过改变馈电天线的形状和尺寸进行实时仿真，将多参数仿真数据以及仿真图进行联合计算，对天线的结构、材料以及工艺上进行优化，确认仿真结果的可靠性。增加天线的有效辐射电阻，减少高次模的产生，提高天线的辐射效率，达到提高天线系统的整体效果，在同一基板、同一平面上实现双频点及高辐射效率的要求，实现双频点的应用。
一种双频辐射效率平面微波谐振天线

[发明专利]基于微波探测技术的半导体亚表面信息测试系统-CN202110704241.4在审
发明人：唐军;温焕飞;刘俊;马宗敏;郭浩;李中豪 -专利权人：中北大学
申请日： 2021-06-24 - 公布日： 2021-09-24 - 主分类号： G01N22/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于微波探测技术的半导体亚表面信息测试系统，属于微波探测技术领域，为亚表面信息的无损检测提供了一种新的方法。本系统主要包含三个模块：样品检测模块、信号收发模块、控制模块。首先通过信号收发模块产生一设定频率的微波信号，并将该微波信号输入到样品检测模块当中，样品检测模块将该信号通过探针辐射向待测样品，由于微波具有穿透性，因此该微波信号可以穿过样品表面辐射入样品内部进行无损探测，最终的信号将重新回到信号收发模块中进行显示及分析，从而得出进一步的结论。本发明采用了微波探测手段实现了无损探测，并通过样品检测模块的分级步进实现了更大范围的探测。
基于微波探测技术半导体表面信息测试系统

[发明专利]利用扫描微波检测工作中的芯片内部温度场分布的装置及方法-CN202110699324.9在审
发明人：唐军;温焕飞;刘俊;马宗敏;郭浩;李中豪 -专利权人：中北大学
申请日： 2021-06-23 - 公布日： 2021-09-24 - 主分类号： G01K11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用扫描微波检测工作中的芯片内部温度场分布的装置及方法，涉及芯片温度检测领域。该装置包括微波信号发生装置、图像传感装置、扫描位移系统、样品放置平台、信号发生系统以及计算机控制系统；微波信号发生装置、图像传感装置均与计算机控制系统连接；计算机控制系统包括主机、计算机软件界面图像显示部分及外部驱动控制器，图像传感装置由光电转换CCD相机以及计算机软件界面图像显示部分组成；扫描位移系统包括扫描位移粗调装置和扫描位移微调装置，信号发生系统包括传输线、阻抗匹配部分、谐振腔、内部导体及导体末端针尖—样品模型，微波信号发生装置包括矢量网络分析仪。本发明为一种非破坏性检测技术，优化了对于芯片温度场分布检测的方法。
利用扫描微波检测工作中的芯片内部温度场分布装置方法

[发明专利]一种用于微波测试的探针-CN202110619478.2在审
发明人： 温焕飞;唐军;刘俊;马宗敏;郭浩;李中豪 -专利权人：中北大学
申请日： 2021-06-03 - 公布日： 2021-09-24 - 主分类号： G01Q60/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于微波测试的探针，属于微波测试技术领域。该微波探针包括微波集成电路芯片和显微镜探针两部分。微波集成电路芯片，包括输入电路、缓冲电路、放大电路和输出电路。显微镜探针，包括基底、电极片、悬臂梁、金属通路和针尖。本微波探针用于微波测试时，输入的微波信号经过微波集成电路输出到显微镜探针，经针尖辐射，减少了微波的辐射消耗，提高了微波测试的效率，适用于样品表征的测试，同时该探针结构便于微波信号的加载。
一种用于微波测试探针

[发明专利]一种原子力显微镜探针的夹持工具-CN202110641528.7在审
发明人： 温焕飞;唐军;刘俊;马宗敏;郭浩;李中豪 -专利权人：中北大学
申请日： 2021-06-09 - 公布日： 2021-09-24 - 主分类号： G01Q60/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种原子力显微镜探针的夹持工具，属于微波检测技术领域。该原子力显微镜探针的夹持工具包括探针定位块，主板，压片，转接头，压电陶瓷片五部分。所述探针定位块固定于主板上，并与压电陶瓷片胶固定。探针定位块用于探针的定位。主板用于实现压片对探针夹持的作用。本夹持工具用于原子力显微镜的微波探测，结构简单，易于操作，同时，增加和改善了微波输入的端口，能够有效降低微波传输损耗，从而提高微波探测的效果。
一种原子显微镜探针夹持工具

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