[发明专利]原子自旋传感器的温度噪声超高精度测试标定系统

摘要

本发明公开了一种原子自旋传感器的温度噪声超高精度测试标定系统，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磁性纳米薄膜。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，温度探头内的磁性纳米薄膜感受外界温度会产生与温度大小相关的磁场，通过荧光强度谱线两个峰值对应的微波频率的差值来对温度进行标定，实现温度的超高精度测量。

主权项

1.一种基于金刚石NV色心量子自旋效应的温度传感器，其特征在于：包括探头，所述探头包括金刚石衬底（6），所述金刚石衬底（6）上表面中部加工有金刚石NV色心波导，所述金刚石衬底（6）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（5），所述金刚石衬底（6）上表面加工微带天线阵列（4），所述微带天线阵列（4）延伸有微带天线端口（3），所述微带天线端口（3）连接微波源（7），所述微带天线阵列（4）上表面镀有磁性纳米薄膜（2）；所述金刚石衬底（6）背面加工有光纤端口Ⅰ（11），所述光纤端口Ⅰ（11）包括激光输入端口和荧光信号输出光电检测端口，所述光纤端口Ⅰ（11）与耦合器（16）的光纤端口Ⅲ（18）连接，且光纤端口Ⅰ（11）中的激光输入端口与耦合器（16）的光纤端口Ⅱ（17）联通，所述光纤端口Ⅰ（11）中的荧光信号输出光电检测端口与耦合器（16）的光纤端口Ⅳ（19）联通；所述耦合器（16）的光纤端口Ⅱ（17）通过光纤（9）与激光器（8）的输出端连接，所述耦合器（16）的光纤端口Ⅳ（19）通过光纤（9）与光电探测器（13）的输入端连接，所述光电探测器（13）的输入端安装滤光片（12），所述光电探测器（13）的输出端与信号调制器（14）的输入端连接，所述信号调制器（14）的输出端与温度显示器（10）的输入端连接。