一种便携多模式金刚石氮空位色心测温装置的制作方法

本发明涉及金刚石氮空位色心测温，具体涉及一种便携多模式金刚石氮空位色心测温装置。

背景技术：

1、金刚石氮空位（nv）色心可作为固态量子自旋传感器，具有超高灵敏、微纳米尺度、室温下易量子操控、物理化学性质稳定等测温优势，其通过激光激发、微波操控和荧光探测获得光探测磁共振谱线(odmr)，再利用零场分裂能

d随温度变化的特性实现温度测量，有望解决集成电路局部温度精确测量等问题。

2、nv色心测温装置的小型化、便携化发展有利于测量稳定性、抗干扰能力、现场应用适应性的提升。现有的nv色心测温装置主要存在集成度和精度无法兼顾、激光光源无法集成于装置内部以及连续/脉冲模式、空间光/光纤光模式兼容性差等问题，严重制约了nv色心测温技术由实验室系统向实际工程化应用方向发展。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种便携多模式金刚石氮空位色心测温装置，通过模块化光路和兼容性支架设计，在保持光路稳定和装置小型化的基础上，实现连续模式与脉冲模式以及空间光与光纤光激发的灵活切换，从而满足复杂环境和空间受限条件下的高精度微纳米尺度温度测量需求。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种便携多模式金刚石氮空位色心测温装置，包括外壳以及安装集成于所述外壳的激光光源模块、起偏与隔离组件、反射镜模块、稳光强/aom脉冲调制组件、可调节反射镜模块、分束棱镜模块、二向色镜模块、滤光片与衰减片模块、至少两个光电探测器、荧光收集用光纤耦合器以及激发用物镜或激发用光纤耦合器；激光光源模块、起偏与隔离组件、反射镜模块、稳光强/aom脉冲调制组件和可调节反射镜模块沿激光的走向依次设置；

4、稳光强/aom脉冲调制组件用于切换实现稳光强闭环控制功能和声光调制器脉冲调制功能；可调节反射镜模块用于令激光垂直进入入射分束棱镜模块；分束棱镜模块用于将激光分为透射光和反射光两束，其中透射光进入其中一个光电探测器，反射光进入二向色镜模块；所述二向色镜模块用于将分束棱镜模块分出的反射光反射进入激发用物镜或激发用光纤耦合器，从而入射金刚石样品激发nv色心自旋，同时用于在金刚石nv色心极化产生的荧光从激发用物镜或激发用光纤耦合器返回时，经二向色镜模块透射进入滤光片与衰减片模块，经滤光片与衰减片模块进入另一个光电探测器或荧光收集用光纤耦合器。

5、进一步地，所述外壳上设有物镜与光纤切换安装孔，所述物镜与光纤切换安装孔用于激发用物镜和激发用光纤耦合器的切换安装。

6、进一步地，所述外壳设有激光器供电通孔，所述激光器供电通孔用于为激光光源模块提供供电通道。

7、进一步地，所述激光光源模块包括有激光器支架和安装于所述激光器支架的激光器；所述反射镜模块包括反射镜安装支架和安装于所述反射镜安装支架的反射镜一。

8、进一步地，所述可调节反射镜模块包括反射镜滑动镜架和反射镜，所述反射镜滑动镜架包括固定底座和可滑动底座，所述可滑动底座滑动安装于所述固定底座，所述反射镜二固定安装于所述可滑动底座。

9、进一步地，稳光强/aom脉冲调制组件包括兼容性支架、稳光强闭环控制功能模块和声光调制器脉冲调制功能模块，所述兼容性支架用于兼容安装所述稳光强闭环控制功能组件和声光调制器脉冲调制功能组件，在连续odmr模式下，稳光强闭环控制功能组件安装于所述兼容性支架，脉冲odmr模式下，所述声光调制器脉冲调制功能组件安装于所述兼容性支架。

10、进一步地，滤光片与衰减片模块同时安装有滤光片和衰减片。

11、进一步地，上述便携多模式金刚石氮空位色心测温装置还包括有陶瓷垫片，所述激光光源模块、起偏与隔离组件、反射镜模块、稳光强/aom脉冲调制组件、可调节反射镜模块、分束棱镜模块、二向色镜模块、滤光片与衰减片模块均通过陶瓷垫片与所述外壳内的底部相固定。

12、进一步地，还包括有电学接口组件，所述稳光强/aom脉冲调制组件和各光电探测器均与所述电学接口组件连接，用于实现aom驱动信号、稳光强控制信号和光电探测器的信号的输入或输出。

13、本发明的有益效果在于：本发明通过光路的优化设计形成了光学全封闭结构，可有效提升nv色心测温装置集成度及抗干扰能力，同时可以实现空间光式与光纤光式、连续式与脉冲式odmr谱线测量模式间的灵活切换，有利于其在集成电路、电力电子等领域的推广应用。

1.一种便携多模式金刚石氮空位色心测温装置，其特征在于，包括外壳以及安装集成于所述外壳的激光光源模块、起偏与隔离组件、反射镜模块、稳光强/aom脉冲调制组件、可调节反射镜模块、分束棱镜模块、二向色镜模块、滤光片与衰减片模块、至少两个光电探测器、荧光收集用光纤耦合器以及激发用物镜或激发用光纤耦合器；激光光源模块、起偏与隔离组件、反射镜模块、稳光强/aom脉冲调制组件和可调节反射镜模块沿激光的走向依次设置；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳上设有物镜与光纤切换安装孔，所述物镜与光纤切换安装孔用于激发用物镜和激发用光纤耦合器的切换安装。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳设有激光器供电通孔，所述激光器供电通孔用于为激光光源模块提供供电通道。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光光源模块包括有激光器支架和安装于所述激光器支架的激光器；所述反射镜模块包括反射镜安装支架和安装于所述反射镜安装支架的反射镜一。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可调节反射镜模块包括反射镜滑动镜架和反射镜，所述反射镜滑动镜架包括固定底座和可滑动底座，所述可滑动底座滑动安装于所述固定底座，所述反射镜二固定安装于所述可滑动底座。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，稳光强/aom脉冲调制组件包括兼容性支架、稳光强闭环控制功能模块和声光调制器脉冲调制功能模块，所述兼容性支架用于兼容安装所述稳光强闭环控制功能组件和声光调制器脉冲调制功能组件，在连续odmr模式下，稳光强闭环控制功能组件安装于所述兼容性支架，脉冲odmr模式下，所述声光调制器脉冲调制功能组件安装于所述兼容性支架。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，滤光片与衰减片模块同时安装有滤光片和衰减片。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括有陶瓷垫片，所述激光光源模块、起偏与隔离组件、反射镜模块、稳光强/aom脉冲调制组件、可调节反射镜模块、分束棱镜模块、二向色镜模块、滤光片与衰减片模块均通过陶瓷垫片与所述外壳内的底部相固定。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括有电学接口组件，所述稳光强/aom脉冲调制组件和各光电探测器均与所述电学接口组件连接，用于实现aom驱动信号、稳光强控制信号和光电探测器的信号的输入或输出。