文章设计一种应用于金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)系综量子实验的数字锁相放大器。为实现高速模拟与数字信号的采样、输出以及软硬件协同与同步处理能力,设计采用ZYNQ-7010芯片作为核心器件,基于现场可编程门阵列(field programmab...文章设计一种应用于金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)系综量子实验的数字锁相放大器。为实现高速模拟与数字信号的采样、输出以及软硬件协同与同步处理能力,设计采用ZYNQ-7010芯片作为核心器件,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)与精简指令集计算机(reduced instruction set computer,RISC)微处理器(advanced RISC machines,ARM)内核的基本架构,同时搭载双路高采样率的模数转换器(analog to digital converter,ADC)和数模转换器(digital to analog converter,DAC)。整套系统可以同时进行多路锁相放大处理,输入模拟噪声低至1 nV/Hz 1/2,采样率高达125 MS/s,数据传输带宽可达800 Mib/s,具有集成化程度高、易操控、锁相准确性较高等特点。该设计成功应用在NV系综实验平台上,光探测磁共振(optically detected magnetic resonance,ODMR)实验及后续计算结果表明,使用文中锁相放大器的磁强计灵敏度可以达到1.23 nT/Hz 1/2。展开更多
微波毫米波芯片非破坏高分辨率近场分布成像对高频射频芯片的功能和失效分析至关重要.本实验基于金刚石NV(Nitrogen-Vacancy)色心这一独特的量子体系,选取直径约为14μm的金刚石样品,将其粘附于20μm直径的光纤锥形尖端,制备成高分辨、...微波毫米波芯片非破坏高分辨率近场分布成像对高频射频芯片的功能和失效分析至关重要.本实验基于金刚石NV(Nitrogen-Vacancy)色心这一独特的量子体系,选取直径约为14μm的金刚石样品,将其粘附于20μm直径的光纤锥形尖端,制备成高分辨、非破坏、微型化的探针,通过分析NV色心在微波场变化中的基态自旋演化规律,采用全光学的方法,一次性成像,获得芯片表面整体场分布.本文给出了氮化镓高电子迁移率晶体管的近场分布成像图,拟合出光学探测磁共振(Optically Detected Magnetic Resonance,ODMR)谱图以及Rabi谱图,并对成像结果进行了分析.这一系统具有高效、高分辨、高灵敏度、对近场干扰小等优势,有望为高集成度微波电路故障诊断、天线辐射剖面、微波集成电路电磁兼容测试等应用提供一种全新的方案.展开更多
文摘文章设计一种应用于金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)系综量子实验的数字锁相放大器。为实现高速模拟与数字信号的采样、输出以及软硬件协同与同步处理能力,设计采用ZYNQ-7010芯片作为核心器件,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)与精简指令集计算机(reduced instruction set computer,RISC)微处理器(advanced RISC machines,ARM)内核的基本架构,同时搭载双路高采样率的模数转换器(analog to digital converter,ADC)和数模转换器(digital to analog converter,DAC)。整套系统可以同时进行多路锁相放大处理,输入模拟噪声低至1 nV/Hz 1/2,采样率高达125 MS/s,数据传输带宽可达800 Mib/s,具有集成化程度高、易操控、锁相准确性较高等特点。该设计成功应用在NV系综实验平台上,光探测磁共振(optically detected magnetic resonance,ODMR)实验及后续计算结果表明,使用文中锁相放大器的磁强计灵敏度可以达到1.23 nT/Hz 1/2。
文摘微波毫米波芯片非破坏高分辨率近场分布成像对高频射频芯片的功能和失效分析至关重要.本实验基于金刚石NV(Nitrogen-Vacancy)色心这一独特的量子体系,选取直径约为14μm的金刚石样品,将其粘附于20μm直径的光纤锥形尖端,制备成高分辨、非破坏、微型化的探针,通过分析NV色心在微波场变化中的基态自旋演化规律,采用全光学的方法,一次性成像,获得芯片表面整体场分布.本文给出了氮化镓高电子迁移率晶体管的近场分布成像图,拟合出光学探测磁共振(Optically Detected Magnetic Resonance,ODMR)谱图以及Rabi谱图,并对成像结果进行了分析.这一系统具有高效、高分辨、高灵敏度、对近场干扰小等优势,有望为高集成度微波电路故障诊断、天线辐射剖面、微波集成电路电磁兼容测试等应用提供一种全新的方案.
