[发明专利]基于金刚石NV色心的三轴加速度传感器

摘要

本发明设计了一种基于金刚石NV色心的三轴加速度传感器，采用金刚石NV色心作为敏感元件，利用532nm的激光激发NV色心，在外加微波的条件下会发出荧光，通过收集和数据处理系统可以得到ODMR光谱。建立一个三维坐标轴，在某一方向施加磁场会得到相应的ODMR光谱，通过与已知的在三个坐标方向施加磁场得到的ODMR光谱进行比较，可以得到外加磁场的方向，通过测量ODMR光谱中两个荧光强度峰值之间的共振频率差就能得到外加磁场的磁场强度。而外加磁场的大小和方向与加速度的大小和方向相关，从而可以测出加速度的方向和大小，实现三轴加速度传感器的设计目标。

主权项

1.一种基于金刚石NV色心的三轴加速度传感器，其特征在于：包括金刚石（1）、PCB天线（2）、半导体激光器（3）、微波源（4）、光电探测器（5）、示波器（6）、滤光片（7）、平凸镜（8）、二向色镜（9）、物镜（10）、永磁铁（11）、弹簧（12）、固定台（13）及光路构成；所述半导体激光器（3）发出的激光经二向色镜（9）和物镜（10）照射金刚石（1），微波源（4）产生的微波通过PCB天线（2）发射并作用于金刚石（1）NV色心上，NV色心激发态电子将与微波发生共振并发出的荧光依次经过物镜（10）、二向色镜（9）、平凸镜（8）、滤光片（7）后被光电探测器（5）收集，光电探测器（5）输出电信号至示波器（6）后显示出ODMR光谱；所述固定台（13）内通过三个方向的弹簧（12）固定永磁体（11），所述永磁体（11）位于金刚石（1）后方。