[发明专利]一种基于倍频的宽频ODMR信号探测装置

权利要求书

1.一种基于倍频的宽频ODMR信号探测装置，其特征在于：包括一个微波发生器、一个微波开关、一个倍频放大装置组、一个PCB板、一个电磁铁、一个共聚焦光路装置组、一个单光子探测器、一个数据采集卡和一个计算机；

所述微波发生器用于发出微波信号；

所述微波开关含负载，所述微波开关用于接受微波信号，并根据计算机发出的时间序列选择是否传递微波信号；

所述倍频放大装置组由前置放大器A1、倍频元件、后置放大器A2组成，微波信号经A1放大后进入倍频元件，倍频后再经A2二次放大；

所述PCB板用于承载待测样品材料，并把接入的微波信号加在样品材料上；

所述电磁铁用于给样品材料提供磁场，从而产生塞曼效应能级劈裂；

所述共聚焦光路装置组由一个532nm激光器、一个光耦合器、两个滤波片、一个分束器、一个物镜组成，激光器产生泵浦光经滤光片、分束器和物镜聚焦在PCB板的样品材料上，样品产生的受到微波信号调制的荧光经物镜、分束器返回至另一路再经滤光片进入耦合器；

所述单光子探测器用于探测共聚焦光路装置组传递的荧光信号；

所述数据采集卡用于根据时间序列对单光子探测器探测到的光子进行计数；

所述计算机含时序卡，所述计算机用于一方面产生时间序列给微波开关和数据采集卡，一方面接收数据采集卡的计数结果。

2.根据权利要求1所述的基于倍频的宽频ODMR信号探测装置，其特征在于：微波发生器品牌型号为Mini-Circuits的SSG-6000RC，输出频率范围为25MHz-6000MHz；微波开关品牌型号为Mini-Circuits的ZASWA-2-50DRA+，工作频率为DC-5000MHz；前置放大器A1品牌型号为Mini-Circuits的ZX60-6013E+，工作频率为20MHz-6000MHz；倍频元件品牌型号为Mini-Circuits的CY2-143+，输入频率为2000MHz-7000MHz，输出频率为4000MHz-14000MHz；后置放大器A2品牌型号为Mini-Circuits的ZVA-183G+，工作频率为500MHz-18000MHz，因此通过倍频放大装置，可探测的ODMR信号范围由25MHz-5000MHz变为了4000MHz-10000MHz；另一方面如果微波开关不接入倍频元件，而通过非倍频放大线路直接接入放大器A2，便可以获得500MHz-5000MHz的微波信号输出，从而整体实现了500MHz-10000MHz的宽频ODMR信号探测。

3.根据权利要求1所述的基于倍频的宽频ODMR信号探测装置，其特征在于：通过把样品材料放在所述PCB电路板上，实现对样品材料的微波信号输入；通过所述电磁铁实现对样品材料的磁场加持，实现样品材料的塞曼效应能级劈裂。

4.根据权利要求1所述的基于倍频的宽频ODMR信号探测装置，其特征在于：所述共聚焦光路装置可以在样品材料上定点注入泵浦光、定点收集荧光。

5.根据权利要求1所述的基于倍频的宽频ODMR信号探测装置，其特征在于：所述共聚焦光路装置中的分束器主要透射泵浦光、反射信号荧光；滤光片1主要透射泵浦光、反射信号荧光；滤光片2主要透射信号荧光，反射泵浦光。

6.根据权利要求1所述的基于倍频的宽频ODMR信号探测装置，其特征在于：通过所述单光子探测器和所述数据采集卡实现信号荧光的强度探测。

7.根据权利要求1所述的基于倍频的宽频ODMR信号探测装置，其特征在于：所述计算机向所述微波开关发出开关时间序列，正电平记为on，负电平记为off。

8.根据权利要求1所述的基于倍频的宽频ODMR信号探测装置，其特征在于：所述微波开关收到on时把微波信号传递给后续所述倍频放大装置组，收到off时把微波信号丢入负载中舍弃。