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原文传递提高金刚石NV色心荧光收集效率的方法

专利名称：	提高金刚石NV色心荧光收集效率的方法
摘要：	本发明公开了一种提高金刚石NV色心荧光收集效率的方法，基于Purcell效应利用纳米金刚石与微球腔耦合形成光学谐振腔，并在其上集成微波天线，制备内含纳米金刚石的微球腔（200‑500微米）。采用532nm激光激发金刚石NV色心产生荧光，利用回音壁模式对荧光进行增强和汇集，使金刚石NV色心产生的荧光能在微球腔内不断循环，从而建立起较强的光场，用与球腔相连的光纤直接实现对荧光的收集。本发明通过将纳米金刚石与光学微腔耦合，制备工艺要求低，具有成本低、模式体积小及能量密度高等特点，实现了金刚石NV色心荧光的激发与高效收集，有望实现基于NV色心的高灵敏度量子传感器的集成化应用。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	中北大学
发明人：	刘俊;郭浩;唐军;李中豪;赵锐;杜芳芳;邓胜礼;陈宇雷;刘郁松
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910161883.7
公开号：	CN109884013A
代理机构：	太原科卫专利事务所(普通合伙)
代理人：	朱源;武建云
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	030051 山西省太原市学院路3号
主权项：	1.一种提高金刚石NV色心荧光收集效率的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）、将粒径为0-50nm的纳米金刚石经过10MeV的电子束辐照，然后真空800℃退火2h产生NV色心，再在空气中500℃氧化2h去除纳米金刚石表面的sp²碳，最后将处理好的纳米金刚石颗粒置于异丙醇溶液中超声形成均匀的悬浮液；（2）、将（1）中所制备的纳米金刚石悬浮液注入空心玻璃管内并干燥，使纳米金刚石颗粒均匀附着在玻璃细管内壁；（3）、将光纤外表皮剥掉，将其安放在光纤接熔机一端的夹具上固定，再将（2）中所制备的空心玻璃管固定在光纤接熔机的另一端夹具上，通过调整夹具的坐标，使光纤与空心玻璃管处于同一轴线；（4）、控制光纤接熔机夹具的步进电机，使得光纤和玻璃管沿同一轴线相向运动，运动至空心玻璃管套入光纤尖端，然后通过电极放电对相接处进行熔接，玻璃管与光纤相接处在电极放电下熔融相连成为一体；（5）、用刻刀将玻璃管在连接处平整截断，仅留下与光纤熔接相连的小截玻璃管，将连接处放在光纤接熔机中继续烧熔使玻璃管截断处端面处于熔融状态，继续对光纤和玻璃管连接处电极放电烧熔，在表面张力的作用下连接处自然成球形，从而制得与光纤相连的内含纳米金刚石的空心微球腔；（6）、在与球腔相连的光纤上附着微波天线，实现球腔与微波天线的集成；（7）、采用532nm激光与微波激发球腔内金刚石NV色心产生荧光，微球腔束缚荧光在腔内不断循环和汇聚，从而形成较强的光场，再通过与球腔相连的光纤直接对荧光进行收集，从而达到提高荧光收集效率的目的。 2.根据权利要求1所述的提高金刚石NV色心荧光收集效率的方法，其特征在于：步骤（7）中，设置微波场频率在2.85GHz~2.89GHz。
所属类别：	发明专利