专利汇可以提供一种基于腔共振和磁聚集结构的原子磁显微方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于腔共振和磁聚集结构的 原子 磁显微方法,利用“腔共振短脉冲测量”方法和“MEMS磁聚集结构”来分别提高原子磁显微 磁场 的空间 分辨率 和磁场灵敏度,“腔共振短脉冲测量”方法是将原子气室放置于由脉冲抽运光组成的共振腔中,通过共振腔进行抽运光的放大,缩短脉冲抽运光的极化率建立时间。另外该方法中,磁场的空间变化会通过“磁场变化‑失谐‑极化率下降‑失谐增加”的机制非线性放大,从而大幅增加 信号 的 对比度 。“MEMS磁聚集结构”是利用MEMS工艺制备带有磁聚集结构的原子 侧壁 ,在通过厌 氧 箱内的气氛注入和键合工艺制备出所需的原子气室。其目的是将位于原子气室表面的待测样品所产生的磁场导入气室内部,并通过磁聚集结构实现磁场的放大。,下面是一种基于腔共振和磁聚集结构的原子磁显微方法专利的具体信息内容。
1.一种基于腔共振和磁聚集结构的原子磁显微方法,该方法利用的装置包括短脉冲激光器(7)、光隔离器(6)、准直透镜(5)、宽带分光棱镜(4)、格兰泰勒棱镜(3)、四分之一波片(2)、凹面反射镜(1)、环形压电陶瓷(9)、磁屏蔽桶(12)、磁聚集原子气室(11)、z方向磁场线圈(10)、y方向磁场线圈(13)和CCD探测器(8),其特征在于:该方法实现过程为:从短脉冲激光器(7)发出的脉冲激光顺序经过光隔离器(6)、准直透镜(5)、宽带分光棱镜(4)、格兰泰勒棱镜(3)和四分之一波片(2)变成圆偏振光进入磁屏蔽桶(12)内,磁聚集原子气室(11)放置于磁屏蔽桶(12)的中心位置,在磁聚集原子气室(11)的前端粘接凹面反射镜(1)和环形压电陶瓷(9),凹面反射镜(1)和磁聚集原子气室(11)的气室内壁组成一个谐振腔,通过环形压电陶瓷(9)可以精确调节谐振腔的腔长,在满足谐振的情况下,腔内光子数会快速增加,从而大幅缩短极化率建立时间,提高信号的对比度,磁场线圈(13)用来产生y方向的磁场来提高信号,获得最大的信噪比,待测磁场通过磁聚集结构阵列(11-4)将磁场导入到磁聚集原子气室(11)内部,改变已被极化的碱金属原子的进动快慢和进动方向,进而改变激光横向截面的光强分布,最后通过CCD探测器(8)来检测出激光光强的空间分布,从而计算出待测磁场的大小。
2.根据权利要求1所述的基于腔共振和磁聚集结构的原子磁显微方法,其特征在于:所述圆偏振短脉冲光的波长为碱金属原子D1线跃迁频率相应波长,脉冲结束后,原子极化达到饱和,通过CCD探测器可以检测该极化率。
3.根据权利要求1所述的基于腔共振和磁聚集结构的原子磁显微方法,其特征在于:所述凹面反射镜(1)的凹面镀反射率>99%的高反膜,平面镀增透膜,凹面镀膜和平面镀膜的波长对应碱金属原子D1线波长。
4.根据权利要求1所述的基于腔共振和磁聚集结构的原子磁显微方法,其特征在于:
MEMS磁聚集原子气室(11)主体采用SOI衬底和玻璃衬底键合完成,磁聚集结构阵列(11-4)采用KOH腐蚀工艺和电镀工艺加工完成。
5.根据权利要求1所述的基于腔共振和磁聚集结构的原子磁显微方法,其特征在于:
MEMS磁聚集原子气室(11)将成像聚焦在磁聚集结构的针尖上,之后,通过调整y方向磁场来提高信号,获得最大的信噪比,在此基础上,在屏蔽桶内施加z轴方向的静态平行磁场,通过该磁场的变化进行成像的观测和校准。
6.根据权利要求1所述的基于腔共振和磁聚集结构的原子磁显微方法,其特征在于:磁场灵敏度标定采用掩埋单频校准信号的方法,通过测量信号的频谱分析和信噪比计算磁场灵敏度,空间分辨率采用两种方法进行标定,一种方法是施加梯度场,通过梯度场和图像的匹配进行空间分辨率测试;另一种方法是采用片上测试结构,通过溅射剥离工艺在气室表面加工不同距离的测试引线,通电产生磁场,然后采用瑞利判据进行空间分辨率的测试。
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