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產(chǎn)品特點：

全新推出基于金剛石NV 色心的ODMR 與反聚束測試技術(shù)的測試系統(tǒng)，可實現(xiàn)ODMR 測試、光子反聚束測量等功能。利用HBT(HanduryBrown-Twiss) 實驗得到二階自相干函數(shù)，確定是單個NV 色心，或是多個色心的系綜發(fā)光，以及獲得拉比振蕩、自由弛豫衰減、哈恩回波實驗數(shù)據(jù)。

產(chǎn)品詳情：

NV 色心

NV色心（Nitrogen-Vacancy Center）是金剛石中的一種點缺陷，由一個氮原子替代了金剛石晶格中的一個碳，鄰近位置同時存在一個碳原子的空位，因此被稱為氮 - 空位色心。NV 色心通常具備兩種電荷狀態(tài)，帶一個負電荷狀態(tài)的 NV- 和電中性狀態(tài)的 NV0，其中帶負電荷狀態(tài)的 NV 色心具備優(yōu)良的光探測磁共振性質(zhì)（文中 NV 均指 NV- ）。

反聚束效應(yīng)

反聚束效應(yīng)是一種量子力學(xué)效應(yīng)，它揭示了光的類粒子行為。理想的二能級系統(tǒng)，電子是費米子，根據(jù)泡利不相容原理，電子占據(jù)激發(fā)態(tài)而尚未產(chǎn)生自發(fā)輻射時，無法激發(fā)下一個電子到同一激發(fā)態(tài)。它們每次發(fā)射時間間隔和自發(fā)輻射壽命有關(guān)，無論外界怎么激發(fā)，該系統(tǒng)只能在自發(fā)輻射壽命期間發(fā)射出一個光子，即不可能在某一時刻同時發(fā)射兩個及以上數(shù)量的光子，即單光子源。當將發(fā)光信號分成兩束，采用兩個檢測器同時探測，每個光子只能被其中一個檢測器探測到。即在同一時刻僅有一個檢測器可以探測到光子。反聚束效應(yīng)會導(dǎo)致兩個探測器的信號在很短的延遲時間內(nèi)呈現(xiàn)反相關(guān)（HBT 實驗）

哈恩回波

自旋回波的英文是 Spin Echoes，自旋回波是磁共振現(xiàn)象中的一種信號來源，相對于第1個射頻脈沖激發(fā)后立刻出現(xiàn)的自由感應(yīng)衰減（Free Induction Decay），自旋回波是通過第二個射頻脈沖之后，將失相的磁化向量重新演化而返回的信號。哈恩回波（Hahn Echo）是以物理學(xué)家埃爾文 . 哈恩來命名的，他S次發(fā)現(xiàn)了自旋回波現(xiàn)象，1950 年他采用兩個 90°的射頻脈沖得到了這個回波，所以狹義的哈恩回波定義為兩個連續(xù)的90°射頻脈沖產(chǎn)生的回波。而在廣義上的延展，哈恩回波就是自旋回波。

塞曼分裂

若把自旋磁矩不等于零的物質(zhì)放到靜磁場 H 中 , 由于磁場 H 與自旋磁矩的相互作用 , 使原子能級產(chǎn)生分裂 , 這種分裂稱為塞曼 ( Zeeman) 分裂 . 在塞曼磁能級之間產(chǎn)生的受激躍遷稱為磁共振。

拉比振蕩

激光脈沖打入物質(zhì)中引起介質(zhì)上下能級粒子數(shù)周期性反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象成為拉比振蕩，振蕩頻率稱為拉比頻率，此過程發(fā)生的前提條件是脈沖時間小于介質(zhì)的馳豫時間，且不考慮阻尼。這樣可以理解為粒子的激發(fā)態(tài)壽命大于脈沖的作用時間。

ODMR 技術(shù)

光探測磁共振（Optically Detected Magnetic Resonance，ODMR）是指原子、分子的光學(xué)頻率的共振與射頻或微波頻率的磁共振同時發(fā)生的雙共振現(xiàn)象，用 ODMR 記錄的是磁共振態(tài)時對光響應(yīng)的變化。ODMR 具有高靈敏度和高分辨率等優(yōu)勢，與熒光、拉曼、圓二色性及閃光光解等實驗技術(shù)有機地結(jié)合起來 , 成為研究生物大分子（分子量從幾千到幾百萬）的能態(tài)、結(jié)構(gòu)與過程的有力手段。

利用金剛石氮 - 空位（NV）色心作為納米尺度的“量子探針”，結(jié)合 ODMR 技術(shù)，可以實現(xiàn)納米級的高空間分辨以及單電子自旋甚至是單個核自旋的超高探測靈敏度，是一種新型的微觀磁共振技術(shù)。其原理是通過連續(xù)激光來極化 NV 色心至某一初始態(tài)，然后通過脈沖式微波操控量子態(tài)，最后用激光極化 NV 色心的同時通過統(tǒng)計熒光光子的計數(shù)來判斷 NV 色心當前所處的量子態(tài)，利用單自旋體系對外界環(huán)境的敏感性從而得到樣品的相關(guān)屬性。目前，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于納米到微米尺度的弱磁場測量及電子自旋和核自旋的探測，以及高空間分辨和高靈敏度的磁成像。

系統(tǒng)方案配置與選型

北京卓立漢光儀器有限公司結(jié)合多年的光電系統(tǒng)研制經(jīng)驗，全新推出基于金剛石 NV 色心的 ODMR 與反聚束測試技術(shù)的測試系統(tǒng)，可實現(xiàn) ODMR 測試、光子反聚束測量等功能。

系統(tǒng)以金剛石 NV 色心為測試對象，首先利用高性能顯微光路系統(tǒng)定位其在金剛石中的具體位置；進而應(yīng)用 ODMR 技術(shù)對 NV 色心的ODMR 光譜進行測試，得到塞曼分裂譜。激光照射和激發(fā) NV 色心即可將 NV 色心調(diào)控到基態(tài)自旋態(tài) |0>，而同步使用共振微波脈沖（脈沖寬度半個拉比周期，即 π 脈沖）輻射則可以將之調(diào)控到 |1> 或 |-1> 從而實現(xiàn)磁共振的操控。利用金剛石中的這種氮 - 空穴自旋能級受塞曼效應(yīng)的影響，可獲得周圍磁場的信息。在激光激發(fā)過程中依賴于自旋能級的熒光信號強度被用來推斷自旋能級的布居。從而 NV色心基態(tài)的自旋能級結(jié)構(gòu)可以使用光泵磁共振技術(shù)進行探測。由于自旋能級間的能量間隙取決于磁場強度，所以可以通過測量共振微波的頻率來測量磁場。

利用 HBT(HanduryBrown-Twiss) 實驗得到二階自相干函數(shù)，確定是單個 NV 色心，或是多個色心的系綜發(fā)光。最后，對于單一 NV 色心實施量子調(diào)控，獲得拉比振蕩、自由弛豫衰減、哈恩回波實驗數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)技術(shù)指標

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