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[发明专利]一种集成化金刚石NV荧光高效激发与收集系统-CN201711139215.1有效
发明人： 马宗敏;魏久焱 -专利权人：中北大学
申请日： 2017-11-16 - 公布日： 2021-01-01 - 主分类号： G01C19/60 文献下载
摘要：一种集成化金刚石NV荧光高效激发与收集系统，由532nm激光囚禁球、反光镜、滤波片以及光电转化器组成。其中532nm激光囚禁球底部固定有激光二极管，并由两片凸透镜分别将其产生的激光变为平行光后再次聚光，通过偏振片后聚焦于金刚石上，532nm波长的激光经金刚石反射折射等作用后当其照射于囚禁球的外边缘受到镀膜的作用会全发射再次照射在位于球心出的金刚石上进行高效多次激发；同时金刚石NV受激发所产生的637nm荧光通过囚禁球外边缘的镀膜照射于反射镜上经全反射后经过滤波片被光电转化器收集传至数据采集卡后进入计算机，此种方式开创性的提出新型金刚石NV荧光激发与收集集成方案，并提高了荧光的激发与收集效率，实现了金刚石高效激发的光囚禁技术。
一种集成化金刚石 nv 荧光高效激发收集系统

[发明专利]驱动-检测模态互换的微机械陀螺机械灵敏度自补偿方法-CN201910895857.7有效
发明人：曹慧亮;刘俊;石云波;唐军;李杰;申冲;马宗敏;赵锐;刘文耀;郭浩;李中豪 -专利权人：中北大学
申请日： 2019-09-21 - 公布日： 2020-12-29 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及微机械陀螺机械灵敏度补偿技术，具体是一种驱动‑检测模态互换的微机械陀螺机械灵敏度自补偿方法。本发明解决了微机械陀螺环境适应能力差的问题。驱动‑检测模态互换的微机械陀螺机械灵敏度自补偿方法，该方法是采用如下步骤实现的：步骤S1：构建自补偿控制模块；步骤S2：自补偿控制器设定微机械陀螺的如下参数：机械灵敏度的目标值S0；步骤S3：在驱动模态下，测频模块实时测量激励电压信号的频率；步骤S4：在检测模态下，测频模块实时测量激励电压信号的频率；步骤S5：计算出调节电压信号的控制值R；步骤S6：驱动闭环回路根据调节电压信号设定微机械陀螺的实时驱动模态振动幅值Ax。本发明适用于微机械陀螺。
驱动检测互换微机陀螺机械灵敏度补偿方法

[发明专利]基于光学定位技术的原子力显微镜精确重复定位实现装置-CN201810387648.7有效
发明人：石云波;马宗敏;刘俊;郑光金;魏久焱;武兴盛 -专利权人：中北大学
申请日： 2018-04-26 - 公布日： 2020-10-13 - 主分类号： G01Q60/30 文献下载
摘要：本发明属于原子力显微镜重复定位领域，具体为基于光学定位技术的原子力显微镜精确重复定位实现装置，由压电扫描台、样品安装座、探针位移台和探针安装座组成。其中样品安装座的样品夹与样品夹固定台之间采用磁吸附配合限位球，每次样品夹的安装都在样品夹固定台的中心附近，上下左右偏差达到um量级；进一步采用探针台上的半导体激光器与样品夹上的四象限光电二极管配合，通过控制压电扫描筒与切边压电配合达到nm量级的高精度定位。并且每次测量会记忆测量原点，以压电扫描筒的偏转电压和四象限光电二极管返回的基准为原点基准。下次测量的范围为设定范围的2‑3倍找到原点后，重置原点后再以设定范围进行重新扫描。
基于光学定位技术原子显微镜精确重复实现装置

[发明专利]基于磁集聚器和磁纳米颗粒复合材料的微型磁电容传感器-CN201810226970.1有效
发明人：张晓明;刘俊;毕钰;唐军;马宗敏 -专利权人：中北大学
申请日： 2018-03-20 - 公布日： 2020-10-02 - 主分类号： G01R33/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于磁集聚器和纳米磁颗粒复合材料的微型磁电容传感器件，包括SOI基底、两个磁场集聚器、磁纳米颗粒复合材料磁电容敏感单元、左金属电极板和右金属电极板；两个磁场集聚器和磁纳米颗粒复合材料磁电容敏感单元位于将SOI基底的顶层低阻Si图形化刻蚀后的SiO2表面上；两个磁场集聚器呈左右对称状布置；磁纳米颗粒复合材料磁电容敏感单元位于两个磁场集聚器之间的间隙处，该磁纳米颗粒复合材料由超顺磁纳米颗粒和高分子聚合物组成；每个磁场集聚器和磁纳米颗粒复合材料磁电容敏感单元之间间隔着左金属电极板和右金属电极板。本发明适用于各种场合的磁场测量，尤其适用于深空、深海、深地等高动态磁场应用环境的磁场测量。
基于集聚纳米颗粒复合材料微型磁电传感器

[发明专利]一种金刚石氮空位扫描与AFM集成的高精度测磁显微装置-CN201810386569.4有效
发明人： 马宗敏;刘俊;李杰;郭浩;魏久焱;武兴盛 -专利权人：中北大学
申请日： 2018-04-26 - 公布日： 2020-08-07 - 主分类号： G01Q60/24 文献下载
摘要：本发明属于原子力显微镜与金刚石氮空位测磁领域，具体为一种金刚石氮空位扫描与AFM集成的高精度测磁显微装置，装置包括实验座、中央磁场台、AFM实验台和NV激发收集系统。外基座通过减震弹簧连接中央减震台；磁场固定台上搭载AFM系统，其中AFM系统由四象限光电座、探针台、样品台和激光台组成；磁场固定台搭载NV激发收集系统，激光器发射的激光经过激发光纤在转换头由二色镜反射后聚焦于探针针尖激发金刚石NV。多次聚焦激光聚焦于靠近样品的探针针尖上，激发生成的荧光由位于探针下方的荧光收集镜采集经收集光纤传送至光子计数器分析其荧光信号；激光台控制激光聚焦于探针的悬臂反射至四象限光电转换器，检测探针振动频率的偏移计算原子作用力。
一种金刚石空位扫描 afm 集成高精度显微装置

[发明专利]一种自动调节激光反射光路的系统-CN202010346988.2在审
发明人：刘俊;马宗敏;许军;唐军;石云波;温焕飞;董诚;王慧云 -专利权人：中北大学
申请日： 2020-04-28 - 公布日： 2020-07-10 - 主分类号： G01N21/84 文献下载
摘要：本发明提供一种自动调节激光反射光路的系统，其包括中央处理装置、驱动装置、四象限光电探测器、驱动臂、微悬臂、样品、样品放置台、反光镜、激光器、带有光学显微镜的CCD、振动传感器、信号处理电路、显示设备、存储设备以及控制设备，通过控制设备对自动调节激光反射光路的系统进行控制，其中，通过激光器发射激光束，通过中央处理装置对带有光学显微镜的CCD采集的图像进行处理以识别微悬臂，然后通过驱动装置驱动驱动臂以带动微悬臂移动至激光光斑的中心位置，在此过程中，还对驱动臂的振动信号进行监测，以保证微悬臂移动的准确度。
一种自动调节激光反射光系统

[发明专利]集成ODMR功能部件的金刚石NV磁强计及制作工艺-CN201810574190.6有效
发明人：黄堃;马宗敏;程林;曹丽琴;傅月平;郑斗斗 -专利权人：中北大学
申请日： 2018-06-06 - 公布日： 2020-07-03 - 主分类号： G01R33/02 文献下载
摘要：本发明属于固态原子磁强计领域和微纳加工制造领域，特别是公开了一种集成ODMR功能部件的金刚石NV磁强计及其制作工艺，本发明将制备有NV色心系综的块状金刚石片进行磨边整形得到梯台状金刚石，随后通过薄膜生长工艺在金刚石上表面制备出多层介质组合的反射膜，并且在底部制备多层介质组合的截止滤波膜，两种光学功能膜包裹金刚石介质形成一个陷光结构，最后，在这个金刚石为主体的陷光结构上制备出环形微波天线，开凿通光孔，微组装激光二极管和光电二极管，实现集成的NV磁强计，本发明开创性的以金刚石为核心集成设计总体陷光腔结构和系统调制光子收集各功能部件，能够最大化提高固态原子磁强计灵敏度和减小器件体积。
集成 odmr 功能部件金刚石 nv 磁强计制作工艺

[发明专利]非交换量子几何相位磁强计-CN201810026087.8有效
发明人： 马宗敏;刘俊;石云波;袁华;唐军;张少文;傅月平 -专利权人：中北大学
申请日： 2018-01-11 - 公布日： 2020-06-09 - 主分类号： G01C19/60 文献下载
摘要：本发明涉及原子磁强计，具体为一种非交换量子几何相位磁强计，包括光学激发模块、信号采集模块和反馈控制模块；其中光学激发模块包括激光器、偏振片、第一凸透镜、AOM声光调制器、第二凸透镜、第三凸透镜、金刚石、微波天线、电场线以及信号发生器；信号采集模块包括放大滤波模块、锁相放大器、数据采集卡、示波器；反馈控制模块包括PLL电路、微波源和PID控制器。本发明结合MEMS技术、光激发、量子调控等前沿技术，在激光、磁场、微波多物理场作用下对NV色心自旋态能级进行调控，通过高性能光电检测技术进行荧光数量布居变化进行收集和读取，利用微波锁频技术进行信号高性能检测，研制高性能非交换量子几何相位NV色心磁强计。
交换量子几何相位磁强计

[实用新型]一种老年痴呆病人专用的病号服-CN201920187913.7有效
发明人：陈月;马宗敏;李翠华 -专利权人：中国人民解放军东部战区空军医院
申请日： 2019-02-03 - 公布日： 2020-02-07 - 主分类号： A41D13/12 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种老年痴呆病人专用的病号服，涉及神经内科技术领域。包括上衣，上衣的正面缝制有透明卡位槽，上衣的两侧均缝制有袖子，袖子的两端均通过第一活动扣活动连接，上衣的领口处设置有监测模块，上衣的两端均通过第二活动扣活动连接，第二活动扣的底部缝制在上衣的背部，上衣的底部设置有裤子，裤子的顶部固定连接有高弹性腰带，裤子的裤腿处均缝制有辅助开口布带。通过设置透明卡位槽、第一活动扣、第二活动扣、第三活动扣、卡槽和卡块，利用透明卡位槽达到了放置病人的信息的效果，方便路人和医护人员对病人进行辨认，利用第一活动扣、第二活动扣和第三活动扣达到了方便医护人员和家人脱下病号服的效果。
活动扣上衣缝制卡位槽裤子活动连接病号服袖子透明本实用新型医护病人专用辅助开口监测模块老年痴呆神经内科高弹性领口处裤腿布带卡槽卡块脱下腰带

[发明专利]一种高效金刚石NV色心荧光收集装置-CN201710483778.6有效
发明人： 马宗敏;刘俊;唐军;石云波;魏久焱;傅月平;高健 -专利权人：中北大学
申请日： 2017-06-23 - 公布日： 2020-01-17 - 主分类号： G01N21/64 文献下载
摘要：本发明属于光学实验平台仪器领域，具体为一种高效金刚石NV色心荧光收集装置，主要由实验平台、高集成度激发采集模块、控制器组成。其中高集成度激发采集模块安装于实验平台的平台上，激光经过物镜射入反光棱镜的激光入射口后照射于金刚石上，微波天线发出微波激发，反光棱镜进行不断反射，最终荧光反射经过滤光片照射到荧光采集光电二极管，最终传到主机进行处理。本发明采用的透明天线集成PCB以及柔性调心夹取方式配合，实现了对金刚石精准安装定位并使用透明封装天线进行高效激发，采用内金字塔状反射棱镜的内部反射将荧光基本照射在荧光采集光电二极管上进行高效采集，具有设计科学，结构合理，定位精度高，模块化的优点。
一种高效金刚石 nv 色心荧光收集装置

[发明专利]一种基于金刚石NV电子自旋的高精度无磁温控装置-CN201711140322.6有效
发明人： 马宗敏;魏久焱 -专利权人：中北大学
申请日： 2017-11-16 - 公布日： 2019-11-08 - 主分类号： G05D23/24 文献下载
摘要：一种基于金刚石NV电子自旋的高精度无磁温控装置，由实验舱、温度调控箱和冷却压缩机组成。冷却压缩机将冷液在开关阀的控制下，将冷液流入安置于温度调控箱上下两侧的两个环形冷却管中，对温度调控箱内的循环液体进行冷却，加热网安装于两个环形冷却管之间由箱体内部两侧的固定块来进行固定，使用固定于箱体内部下方的两个潜水泵对温度调控箱内部液体进行循环，并由PT100热电阻实时检测温度调控箱内部的温度；由潜水泵将调配好温度的液体经过入液管进入安置于磁屏蔽筒中的恒温实验台，恒温实验台采用无磁导热铜块组合而成，进行高效温度传递，并由安置于恒温实验台上的无磁PT100热电阻实时检测，保证了实验台的温度恒定，采用温度动态平衡提高控制精度。
一种基于金刚石 nv 电子自旋高精度温控装置

[发明专利]一种高自由度自动化磁场角度调节平台-CN201710491099.3有效
发明人： 马宗敏;石云波;唐军;刘俊;魏久焱;张少文;林朝东 -专利权人：中北大学
申请日： 2017-06-26 - 公布日： 2019-11-08 - 主分类号： G12B9/10 文献下载
摘要：本发明属于光学实验平台仪器领域，具体为一种高自由度自动化磁场角度调节平台，由实验台、三轴转动平台和磁场间距调整模块构成；三轴转动平台采用外环用伺服电机驱动齿轮带动内环绕X轴转动；采用垂直转动伺服电机驱动齿轮带动内环绕Z轴转动；采用内环用伺服电机驱动齿轮同样可实现绕X轴转动；采用转轴伺服电机驱动右侧传动杆进而调节磁场间距调整模块绕Y轴转动；磁场间距调整模块通过调磁伺服电机带动小齿轮和齿条的方式控制楔形块位移大小以此调节磁铁载板之间的距离，进而调节磁场。本调节平台可实现自动化，具有设计科学，结构合理，运动灵活，自动集成化程度高的优点。
一种自由度自动化磁场角度调节平台

[发明专利]一种基于集群NV色心金刚石的温度传感器-CN201910549779.5在审
发明人：刘俊;袁华;马宗敏;石云波;唐军;柴笑晗 -专利权人：中北大学
申请日： 2019-06-24 - 公布日： 2019-11-01 - 主分类号： G01K11/00 文献下载
摘要：本发明设计了一种基于金刚石集群NV色心的温度传感器，包括532nm半导体激光器、小孔、532nm波长四分之一波片、二向色镜、第一平凸透镜、第二平凸透镜、物镜、微波天线、集群NV色心金刚石、532 nm滤波片、610nm‑‑800nm带通滤波片和雪崩光电二极管。本发明采用高浓度的NV色心金刚石作为温度敏感单元，利用532 nm的绿色激光器激发集群NV色心，在外加磁场和温度场的条件下，采用光探测磁共振技术（Optical Detection magnetic resonance，简称ODMR）测量金刚石NV色心发出的荧光信号，通过数据采集和处理系统实现，研制出了高灵敏度的集群NV色心温度传感器。
色心集群金刚石温度传感器平凸透镜数据采集和处理系统雪崩光电二极管半导体激光器四分之一波片温度敏感单元测量金刚石磁共振技术带通滤波片绿色激光器二向色镜高灵敏度外加磁场微波天线荧光信号光探测滤波片温度场波长物镜小孔激发

[发明专利]固态原子自旋传感结构表面应力噪声超高精度测试系统-CN201710367589.2有效
发明人：唐军;郭浩;刘俊;赵锐;刘文耀;赵彬彬;马宗敏;朱强;高研杰 -专利权人：中北大学
申请日： 2017-05-23 - 公布日： 2019-10-11 - 主分类号： G01L9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种固态原子自旋传感结构表面应力噪声超高精度测试系统，包括探头，所述探头包括金刚石衬底，所述金刚石衬底上表面中部加工有金刚石NV色心波导，所述金刚石衬底上表面生长一层覆盖NV色心波导的金刚石折射率匹配层作为反射膜，所述金刚石衬底上表面加工微带天线阵列，所述微带天线阵列延伸有微带天线端口，所述微带天线端口连接微波源，所述微带天线阵列上表面镀有压磁薄膜。本发明采用内嵌NV色心的波导的金刚石衬底作为敏感单元，利用激光实现电子能级跃迁，通过扫描微波，压力探头内的压磁薄膜感受外界压力会产生与压力大小相关的磁场，通过荧光强度谱线两个峰值对应的微波频率的差值来对压力进行标定，实现压力的超高精度测量。
金刚石微带天线阵列衬底上表面波导色心精度测试系统表面应力传感结构固态原子微带天线探头衬底自旋噪声折射率匹配层端口连接精度测量敏感单元能级跃迁外界压力微波频率压力探头磁薄膜反射膜强度谱上表面微波源标定荧光内嵌压磁有压薄膜磁场加工微波激光扫描生长覆盖延伸

[发明专利]一种基于热传导与热对流的高效无磁温控装置-CN201711140323.0有效
发明人： 马宗敏;刘俊;魏久焱;傅月平;张少文;唐军;赵娟 -专利权人：中北大学
申请日： 2017-11-16 - 公布日： 2019-09-20 - 主分类号： G05D23/20 文献下载
摘要：一种基于热传导与热对流的高效无磁温控装置，由对流调温舱、实验舱、辐射调温箱和冷却压缩机组成。其中冷却压缩机通过态的变化产生的冷液通过主冷管导入对流调温舱的冷却交换箱内，并经由冷却管流入冷却网，将循环风机吹出的空气冷却后经过加热网后从入风管进入实验舱的磁屏蔽舱体让调配好温度的空气流对舱内进行快速温度调控；冷却压缩机产生的另一部分冷液通过副冷管导入辐射温度控制箱，在辐射控制温度箱内安装有加热板和多个PT100热电阻通过温度调控后，采用潜水泵将调配好温度的液体通过冷传管传入辐射管，通过温度辐射对实验舱内的温度进行精准控制。本装置采用动态平衡方式对流与辐射结合进行调温，提高了系统温控精度和速度。
一种基于热传导对流高效温控装置