[发明专利]一种基于金刚石NV色心的扫描探测系统

权利要求书

1.一种基于金刚石NV色心的扫描探测系统，其特征在于，包括载物位移台(24)、多模光纤(2)、光源、二向色镜(12)和单光子探测器(17)，多模光纤(2)的一端端部固定有金刚石NV色心(1)，多模光纤(2)固定于用于多模光纤(2)移动的探针位移台(4)上，载物位移台(24)上端面铺设有能级调控装置，能级调控装置上端用于放置待测样品，多模光纤(2)设有金刚石NV色心(1)一端位于载物位移台(24)上方，二向色镜(12)设置于多模光纤(2)的另一端，光源设置于二向色镜(12)一侧，光源的激光束能够通过二向色镜(12)反射后进入多模光纤(2)，单光子探测器(17)设置于二向色镜(12)另一侧，单光子探测器(17)能够通过二向色镜(12)接收多模光纤(2)的反馈荧光，多模光纤(2)设有金刚石NV色心(1)一端垂直于载物位移台(24)表面，多模光纤(2)端部为锥形结构，金刚石NV色心(1)固定于多模光纤(2)的锥形尖端，金刚石NV色心(1)采用30nm金刚石NV色心，光源包括依次连接的激光器(8)、空间光隔离器(9)、声光调制器(10)和光阑(11)，光阑(11)位于二向色镜(12)一侧，激光器(8)发射的激光依次通过空间光隔离器(9)、声光调制器(10)、光阑(11)后经二向色镜(12)反射进入多模光纤(2)；二向色镜(12)与多模光纤(2)之间设有光纤准直器(13)，多模光纤(2)的输入端固定有光纤调整架(5)；单光子探测器(17)与二向色镜(12)之间依次设有聚焦透镜(16)和滤光片(15)，滤光片(15)采用600nm高通滤光片滤波。

2.根据权利要求1所述的一种基于金刚石NV色心的扫描探测系统，其特征在于，探针位移台(4)为单轴纳米位移台，载物位移台(24)为二维纳米位移台，探针位移台(4)上固定有反馈音叉(3)，反馈音叉与多模光纤(2)侧壁粘贴固定，反馈音叉(3)通过音叉控制箱(6)连接有上位控制机(7)；单光子探测器(17)通过同轴电缆连接有用于单光子计数的数据采集卡(18)，数据采集卡 (18)连接于上位控制机(7)。

3.根据权利要求1所述的一种基于金刚石NV色心的扫描探测系统，其特征在于，能级调控装置包括固定于载物位移台(24)上的天线(23)，天线(23)铺设于载物位移台(24)上表面，待测样品放置于天线(23)和金刚石NV色心(1)之间，天线(23)一端依次连接有微波开关(22)、微波信号放大器(21)和微波源(20)。

4.根据权利要求3所述的一种基于金刚石NV色心的扫描探测系统，其特征在于，微波开关(22)连接有信号发生器(19)，信号发生器(19)同时连接声光调制器(10)和上位控制机(7)。