[发明专利]一种基于CVD钻石的量子中继设备及其制备方法

权利要求书

1.一种基于CVD钻石的量子中继设备，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的上端固定连接有支撑杆(2)，所述支撑杆(2)的另一端安装有安装座(3)，所述安装座(3)的上端安装有光电探测器(4)，所述底座(1)的上端开设有活动槽(5)，所述活动槽(5)内滑动连接有活动块(6)，所述活动块(6)内设有螺纹孔，所述活动槽(5)相向的槽壁上通过轴承转动连接有螺纹杆(7)，所述活动块(6)螺纹连接在螺纹杆(7)上，所述螺纹杆(7)远离支撑杆(2)的一端穿过轴承并向外延伸，所述活动块(6)的上端穿过活动槽(5)槽口并向外延伸，且固定连接有连接板(8)，所述连接板(8)靠近支撑杆(2)的侧壁上固定连接有安装板(9)，所述安装板(9)上安装有单色激光器(10)，位于所述支撑杆(2)和连接板(8)之间的底座(1)上端固定连接有滑筒(11)，所述滑筒(11)内滑动连接有滑杆(12)，所述滑杆(12)远离底座(1)的一端穿过滑筒(11)筒口并向外延伸，且固定连接有固定框(13)，所述固定框(13)内通过固定机构(14)连接有CVD钻石(15)，所述活动槽(5)的槽壁上开设有活动孔(16)，所述活动块(6)的侧壁上固定连接有活动杆(17)，所述活动杆(17)的另一端穿过活动孔(16)并向外延伸，且其杆壁上固定连接有标杆(18)，位于所述标杆(18)后方的底座(1)竖直侧壁上设有刻度。

2.根据权利要求1所述的一种基于CVD钻石的量子中继设备，其特征在于：所述固定机构(14)包括下夹座(141)、拉杆孔(142)、弹簧(143)、上夹座(144)和拉杆(145)，所述下夹座(141)固定连接在固定框(13)内框底上，所述拉杆孔(142)开设在固定框(13)上框壁上，所述弹簧(143)的一端固定连接在固定框(13)内框壁上，所述弹簧(143)的另一端固定连接在上夹座(144)上端，所述上夹座(144)上端与拉杆(145)的一端固定连接，所述拉杆(145)的另一端穿过弹簧(143)和拉杆孔(142)并向外延伸，所述上夹座(144)和下夹座(141)相向的侧壁上设有与CVD钻石(15)相匹配的凹槽，且所述上夹座(144)和下夹座(141)相向的侧壁与CVD钻石(15)表面相抵。

3.根据权利要求1所述的一种基于CVD钻石的量子中继设备，其特征在于：所述滑杆(12)杆壁上均匀等距的开设有若干个调节孔(19)，所述滑筒(11)上对称开设有螺纹孔，所述滑筒(11)上设有螺栓(20)，所述螺栓(20)的一端穿过其中一个螺纹孔和对应的调节孔(19)并向另一个螺纹孔内延伸。

4.根据权利要求1所述的一种基于CVD钻石的量子中继设备，其特征在于：所述螺纹杆(7)远离支撑杆(2)的一端固定连接有旋转把手。

5.根据权利要求2所述的一种基于CVD钻石的量子中继设备，其特征在于：所述拉杆(145)远离滑筒(11)的一端固定连接有拉板(21)。

6.根据权利要求1所述的一种基于CVD钻石的量子中继设备，其特征在于：所述底座(1)的两侧对称固定连接有固定板(22)，所述固定板(22)上开设有若干个固定孔。

7.根据权利要求1所述的一种基于CVD钻石的量子中继设备的制备方法，所述中继设备包括微波线圈、单色激光器(10)、CVD钻石(15)以及光电探测器(4)，其中，所述方法包括以下步骤：

步骤1，所述单色激光器(10)为绿色单色激光器，其用于极化CVD钻石中的NV中心，NV中心的制备方法是通过透射电镜在CVD钻石内部注入氮离子，之后1000度高温退火产生NV中心；

步骤2，所述CVD钻石(15)用532nm激光照射10微秒对其进行极化，然后通过施加2870MHz微波，使得量子信息存储设备实现对NV中心电子自旋的调控；所述微波线圈用于将事先编辑好的叠加态信息写入NV中心电子自旋；

步骤3，在步骤2中写入的信息会在纵向驰豫时间内保持1/e保真度，并可以在单色激光器(10)再次照射CVD钻石(15)时，通过光电探测器(4)探测荧光强度来进行读出。

步骤4，通过改变单色激光器(10)与CVD钻石(15)的间距，使得光电探测器(4)探测荧光强度，从而得出一组数据，得到最合适的单色激光器(10)与CVD钻石(15)的间距，最后将单色激光器(10)固定。