Патенты автора Акимов Алексей Владимирович (RU)
Гироскоп на NV-центрах в алмазе // 2793075
Изобретение относится к области приборостроения, а конкретно, к квантовым гироскопам на NV-центрах. Заявленное устройство включает в себя алмазную пластину, два источника света с длиной волны от 450 до 650 нм, первую оптическую систему для направления света от источников на алмазную пластину. При этом в пластинах в зоне облучения выделяются соответственно два отдельных ансамбля NV-центров с обеспечением плотности мощности оптического излучения, достаточной для перевода системы электронных спинов центров окраски в состояние с проекцией указанных спинов на ось NV-центра, равной нулю, за счет постоянного воздействия на алмазную пластину оптического излучения. Входящий в состав фотодетектор позволяет определять суммарную интенсивность флюоресценции NV-центров в алмазной пластине. Кроме того, заявленный гироскоп содержит вторую оптическую систему, позволяющую направить флюоресценцию от алмазной пластины на фотодетектор, а также по меньшей мере один источник сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения, а также по меньшей мере один источник высокочастотного (ВЧ) излучения, источник постоянного магнитного поля, управляющую схему с возможностью формирования сигналов управления источниками СВЧ, ВЧ излучения, их амплитудой и частотой, источником света, аналого-цифровым преобразованием сигнала с фотодетектора. Технический результат заключается в уменьшении систематической погрешности измерения скорости вращения, вызванной флуктуациями магнитного поля в области нахождения алмазной пластины. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к технологии и способам размещения наноалмазов с NV-центрами на оптических структурах из Si3N4 и может быть использовано в будущих устройствах нанофотоники. Способ размещения наноалмазов на структурах из нитрида кремния включает покрытие защитным резистом с последующей электронной литографией для образования «окон», в которых должны размещаться наноалмазы. Раствор наноалмазов поддерживают до полного высыхания при постоянной температуре 20-24°С или при повышении температуры с 25°С до 70°С в течение 10-15 минут. После взрывной литографии наноалмазы остаются на месте «окон» на поверхности нитрида кремния. Технический результат: контролируемое размещение алмазов с NV-центрами в «окнах» с низкой вероятностью образования крупных агломератов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Использование: для измерений с использованием квантового гироскопа. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение вращения в пространстве с помощью сенсора вращения, содержащего алмазную пластину с центрами окраски, включающее выполнение следующих этапов, калибруют сенсор переводом системы электронных спинов центров окраски в состояние с ms=0 с проекцией электронных спинов на ось NV центра, равной нулю, за счет постоянного воздействия на алмазную пластину некогерентного оптического поля, а также переводом части системы электронных спинов, соответствующих проекции ядерного спина mi=1, mi=-1, центров окраски из состояния ms=0 в состояние ms=(+/-)1 и mi=(-/+)1 с проекцией указанных спинов на ось NV центра, равной плюс единице |0,1} → |-1,1} и минус единице |0,-1} → |1,-1}, за счет постоянного и одновременного воздействия на алмазную пластину оптического некогерентного излучения, двухчастотного микроволнового излучения (СВЧ) и магнитного поля, после чего переносят системы ядерных спинов в состояние mi=0 за счет постоянного воздействия на алмазную пластину радиочастотного излучения (РЧ), которое реализует переходы |1,-1} ↔ |1,0}, |-1,1} ↔ |-1,0}, приводят сенсор в чувствительное к вращению состояние за счет приложения к системе ядерного спина, находящегося в состоянии ms=0, mi=0, резонансного радиочастотного излучения, минимизируют ошибку измерения вращения модуляцией частот СВЧ излучения в окрестности двух резонансных частот, соответствующих различным значениям электронного спина, при этом регистрируют отклик электронного спина по сигналу флюоресценции алмазной пластины на частотах модуляции и вырабатывают корректирующую частоту СВЧ сигнала на основе измеряемого сигнала ошибки, возвращающего частоты излучения к максимумам резонансных контуров, вычисляют с заданной периодичностью угловую скорость вращения сенсора как разность постоянно контролируемой частоты радиочастотного излучения и известной величины квадрупольного расщепления ядерного спина, при этом осуществляют постоянную подстройку частоты радиочастотного излучения за счет модуляции частоты радиочастотного излучения в окрестности резонансной частоты ядерного спина, при этом регистрируют отклик ядерного спина по сигналу флюоресценции алмазной пластины на частоте модуляции и вырабатывают корректирующую частоту сигнала на основе измеряемого сигнала ошибки, возвращающего частоту излучения к максимуму резонансного контура. Технический результат: обеспечение возможности измерения абсолютного вращения чувствительного элемента сенсора. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.
ГИРОСКОП НА NV-ЦЕНТРАХ В АЛМАЗЕ // 2661442
Изобретение относится к области приборостроения и касается гироскопа на NV-центрах в алмазе. Гироскоп включает в себя алмазную пластину, источник зеленого света, оптическую систему для направления зеленого излучения на алмазную пластину, фотодетектор для детектирования флюоресценции центров окраски в алмазной пластине, оптические элементы, позволяющие направить флюоресценцию от алмазной пластины на фотодетектор, источник сверхвысокочастотного излучения, источник радиочастотного излучения, источник постоянного магнитного поля. Кроме того, гироскоп содержит энергоэффективную микроволновую антенну, создающую сильное продольное однородное поле в полном объеме кристалла с возможностью перестройки по частоте. При этом гироскоп выполнен с возможностью привязки частоты микроволнового поля к переходу в центре окраски. Технический результат заключается в уменьшении объема чувствительного элемента сенсора и повышении удельной спектральной чувствительности. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.
