[发明专利]扫描成像系统的控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种扫描成像系统的控制系统，用于基于氮空位色心及原子力显微镜连用平台，包括：

微波波源，用于发出微波；

微波开关，用于控制所述微波波源发出的微波是否作用到所述氮空位色心及原子力显微镜连用平台的氮空位色心上；

激光源，用于发出激光；

声光调制器，用于控制所述激光源发出的激光是否作用到所述氮空位色心及原子力显微镜连用平台的氮空位色心上；

计数模块，包括计数采集卡，用于探测所述氮空位色心及原子力显微镜连用平台的氮空位色心产生的荧光强度；

模拟输出卡，包括：

X轴控制端口和Y轴控制端口，用于控制所述氮空位色心及原子力显微镜连用平台中用于扫描成像的纳米位移台的水平位移，以及

Z轴控制端口，用于控制所述氮空位色心及原子力显微镜连用平台中纳米位移台的高度；以及

任意序列发生模块，具有多个TTL电平输出端口，不同TTL电平输出端口分别独立地配置TTL电平序列，所述TTL电平序列由所述多个TTL电平输出端口分别输出到所述微波波源、所述微波开关、所述声光调制器、所述计数采集卡和所述模拟输出卡，进而分别对所述微波波源、所述微波开关、所述声光调制器、所述计数采集卡和所述模拟输出卡进行控制。

2.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述控制系统还包括锁相放大模块，用于实时调整所述氮空位色心及原子力显微镜连用平台中纳米位移台的高度。

3.如权利要求2所述的控制系统，其中，所述控制系统还包括双向单掷开关，用于在所述模拟输出卡的Z轴控制端口和所述锁相放大器之间切换，以使所述Z轴控制端口和所述锁相放大器的其中之一能够对所述纳米位移台的高度进行调整。

4.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述激光源发出的激光通过激发光路作用到所述氮空位色心，所述声光调制器用于控制所述激发光路的通断。

5.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述激光源是发出532nm激光的装置。

6.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述微波波源用于产生不同频率的微波，以对所述氮空位色心的量子态进行调控。

7.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述任意序列发生模块分别和所述模拟输出卡的X轴控制端口和Y轴控制端口相连。

8.一种利用如权利要求1-7任一项所述的控制系统进行扫描成像的控制方法，包括：

在开启激光源以发出激光的情况下，利用任意序列发生模块发出和声光调制器对应的第一TTL电平序列，触发所述声光调制器来控制所述激光持续作用到氮空位色心及原子力显微镜连用平台的氮空位色心上；

在开启微波波源以发出微波的情况下，利用任意序列发生模块发出和微波开关对应的第二TTL电平序列，触发所述微波开关来控制所述微波在由所述第二TTL电平序列定义的第一探测时间内作用到所述氮空位色心上；

利用任意序列发生模块发出和计数采集卡对应的第三TTL电平序列，触发所述计数采集卡在所述第一探测时间内来测量所述氮空位色心在所述微波和所述激光作用下产生的荧光强度；

在所述第一探测时间内荧光强度的测量完成后，利用所述第三TTL电平序列触发所述计数采集卡在所述第三TTL电平序列定义的第二探测时间内，来测量所述氮空位色心仅在所述激光作用下产生的参考荧光强度；

对所述荧光强度和参考荧光强度的测量进行循环N次，以完成单点信号的测量，其中N为正整数；

利用任意序列发生模块发出和模拟输出卡的X轴控制端口对应的第四TTL电平序列，以及和模拟输出卡的Y轴控制端口对应的第五TTL电平序列，触发所述模拟输出卡来控制所述氮空位色心及原子力显微镜连用平台的纳米位移台在水平方向移动，其中针对所述水平方向移动的每一位点重复所述单点信号测量的操作。