CN116804722A - 一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法及系统。其中，方法包括：将互感器环套设在被测一次电流母线上，通过激光器发射出预定波长的激光照射在互感器环内设置的金刚石上；通过放置在金刚石邻近位置处的磁传感器获取测量磁场值，并根据测量磁场值以及磁传感器的误差，确定波谷区域扫频范围；通过微波源在波谷区域扫频范围内向金刚石辐射微波；光电探测器接收金刚石在激光和微波作用下产生的不同频率的红色荧光，并对红色荧光的强度信号进行解析，确定波谷的频率值；光电探测器根据波谷的频率值，计算被测一次电流母线的磁场强度。

Description

一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法及系统

技术领域

本发明涉及电学量子传感技术领域，并且更具体地，涉及一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法及系统。

背景技术

为了探测金刚石NV色心基态能级的共振频率或者零场劈裂大小，连续光学探测磁共振（cw-ODMR）是广泛使用的方法。连续光探测磁共振技术，一般是通过对一定范围内的微波频率扫频的方式进行波谷与中心频率差之间的测量，将磁场测量转换为频率的测量，使得磁测量的误差与频率的测量误差一致，具有超高的磁测量灵敏度和准确度。但是该方法由于涉及到多频率微波调制，对全频域的分布进行多点扫描，微波切换和每个微波点的探测均需要时间，因此采样率较低，无法满足电力系统4k甚至10kHz的采样率需求。

为了探测金刚石NV色心基态能级的共振频率或者零场劈裂大小，连续光学探测磁共振（cw-ODMR）是广泛使用的方法。连续光探测磁共振技术，一般是通过对一定范围内的微波频率扫频的方式进行波谷与中心频率差之间的测量，该方法由于涉及到多频率微波调制，一般采样率较低，无法满足电力系统4k甚至10kHz的采样率需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法，包括：

将互感器环套设在被测一次电流母线上，通过激光器发射出预定波长的激光照射在互感器环内设置的金刚石上；

通过放置在金刚石邻近位置处的磁传感器获取测量磁场值，并根据测量磁场值以及磁传感器的误差，确定波谷区域扫频范围；

通过微波源在波谷区域扫频范围内向金刚石辐射微波；

光电探测器接收金刚石在激光和微波作用下产生的不同频率的红色荧光，并对红色荧光的强度信号进行解析，确定波谷的频率值；

光电探测器根据波谷的频率值，计算被测一次电流母线的磁场强度。

可选地，通过激光器发射出预定波长的激光照射在互感器环内设置的金刚石上，包括：

通过激光器发射预定波长的激光；

激光经过声光开关和双色片，照射在金刚石上。

可选地，根据测量磁场值以及磁传感器的误差，确定波谷区域扫频范围，包括：

根据测量磁场值计算波谷对应的频率理论值；

根据频率理论值以及磁传感器误差，确定波谷区域扫频范围，其中波谷区域扫频范围为：f_d1=f_d×(1+a)+5×f₀到f_d2=f_d×(1-a)-5×f₀，其中f_d为波谷对应的频率理论值，a为磁传感器误差，f₀为微波扫频的步长。

可选地，通过微波源在波谷区域扫频范围内向金刚石辐射微波，包括：

通过微波源在波谷区域扫频范围内发射微波；

微波经过微波放大器和环形器辐射在金刚石上。

可选地，光电探测器接收金刚石在激光和微波作用下产生的不同频率的红色荧光，包括：

金刚石在激光和微波的作用下产生不同频率的红色荧光；

红色荧光经过双色片和滤波片达到光电探测器，被光电探测器接收。

根据本发明的另一个方面，提供了一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量系统，包括：

激光照射模块，用于将互感器环套设在被测一次电流母线上，通过激光器发射出预定波长的激光照射在互感器环内设置的金刚石上；

第一确定模块，用于通过放置在金刚石邻近位置处的磁传感器获取测量磁场值，并根据测量磁场值以及磁传感器的误差，确定波谷区域扫频范围；

微波辐射模块，用于通过微波源在波谷区域扫频范围内向金刚石辐射微波；

第二确定模块，用于光电探测器接收金刚石在激光和微波作用下产生的不同频率的红色荧光，并对红色荧光的强度信号进行解析，确定波谷的频率值；

计算模块，用于光电探测器根据波谷的频率值，计算被测一次电流母线的磁场强度。

从而，本发明提供一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法，通过对连续光学探测磁共振的微波扫频方式进行优化，提出了一种区域定位扫频的方法，通过在金刚石附近放置低成本的磁传感器初步判定波谷频率范围，减小扫频所需时间，从而提高整个量子测量的测量率。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1是本发明一示例性实施例提供的区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法的流程示意图；

图2是本发明一示例性实施例提供的金刚石NV色心磁场测量系统的结构示意图；

图3是本发明一示例性实施例提供的金刚石NV色心示意图；

图4是本发明一示例性实施例提供的示波器所示荧光信号曲线图；

图5是本发明一示例性实施例提供的本发明微波调制耗时与传统方法对比示意图；

图6是本发明一示例性实施例提供的区域定位扫频的量子高速调控磁测量系统的结构示意图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。

应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

还应理解，在本发明实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。

还应理解，对于本发明实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。

另外，本发明中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本发明中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还应理解，本发明对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明实施例可以应用于终端设备、计算机系统、服务器等电子设备，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与终端设备、计算机系统、服务器等电子设备一起使用的众所周知的终端设备、计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。

终端设备、计算机系统、服务器等电子设备可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。

示例性方法

图1是本发明一示例性实施例提供的区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法的流程示意图。本实施例可应用在电子设备上，如图1所示，区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法100包括以下步骤：

步骤101，将互感器环套设在被测一次电流母线上，通过激光器发射出预定波长的激光照射在互感器环内设置的金刚石上。

可选地，通过激光器发射出预定波长的激光照射在互感器环内设置的金刚石上，包括：

通过激光器发射预定波长的激光；

激光经过声光开关和双色片，照射在金刚石上。

具体地，参考图2所示，本步骤为自旋激化阶段：该阶段由532nm的激光源发出波长为532nm的激光，经过声光开关（AOM）和双色片，照射在金刚石上，其中AOM可以控制激光的通断，形成不同的调控序列，双色片用于对特定波长的光进行滤波，532nm波长的激光可以将电子从基态激发到相应的激发态，而激发态的电子会落回相应的基态放出荧光，经过一段时间照射后，绝大部分的电子均会落在基态，完成量子极化过程。在激光传输的过程中可采用偏振方式亦可不采用偏振方式，该阶段时间为T1。

此外，参考图3所示，金刚石NV色心包括磁敏感单元，在外加磁场、激光和微波的果共同作用下发出荧光信号，信号中包含了待测磁场的信息此外，本发明中量子系统不局限于NV色心，还适用于原子气体、里德堡原子等基于扫频进行量子精密测量的过程。

步骤102，通过放置在金刚石邻近位置处的磁传感器获取测量磁场值，并根据测量磁场值以及磁传感器的误差，确定波谷区域扫频范围。

可选地，根据测量磁场值以及磁传感器的误差，确定波谷区域扫频范围，包括：

根据测量磁场值计算波谷对应的频率理论值；

根据频率理论值以及磁传感器误差，确定波谷区域扫频范围，其中波谷区域扫频范围为：f_d1=f_d×(1+a)+5×f₀到f_d2=f_d×(1-a)-5×f₀，其中f_d为波谷对应的频率理论值，a为磁传感器误差，f₀为微波扫频的步长。

步骤103，通过微波源在波谷区域扫频范围内向金刚石辐射微波。

可选地，通过微波源在波谷区域扫频范围内向金刚石辐射微波，包括：

通过微波源在波谷区域扫频范围内发射微波；

微波经过微波放大器和环形器辐射在金刚石上。

具体地，本步骤为微波调制阶段：根据波谷区域扫频范围，获取区域频率定位部件反馈的初步定位频率，以该频率为中心，乘以一定的拓展系数，以一定的步长，对该拓展的频率范围内进行扫频。该阶段通过微波源发射一定频率的微波，经微波放大器和环形器辐射在金刚石上，微波的频率切换原则是：在中心频率f_c附近一定微波频率范围f_n内作为一个工作周期进行循环扫频工作，其中f_n与待测磁场的最大值相关，扫频的步长f₀，每一个步长所需要时间为t₀，则完成一个扫频工作周期的时间为T2=t₀×（f_n-f_c）/f₀，通过微波的调制，可以获得不同微波频率下荧光的强度，即荧光的谱线，该部分所需时间为T2。

其中，磁传感器作为本发明的区域频率定位部件，该部分是本发明的核心内容，通过的磁传感器（包括不限于霍尔器件、遂穿磁阻器件、巨磁电阻等）初步测量得到被测一次电流母线的磁场强度，通过波谷处的频率与测量磁场值，得到对应的波谷处的波谷区域扫频范围，并将该波谷区域扫频范围发送至微波源。

进一步地，参考图2所示，在每个金刚石探头附近安装一个低成本的磁传感器（霍尔器件，TMR器件，遂穿磁阻器件等量子磁测量元件），其测量精度为a，在微波调制阶段，首先通过磁传感器测量得到测量磁场值B，通过公式（1）可以计算得到波谷对应的频率理论值f_d：

（1）

上面公式（1）中，f_d为金刚石色心的微波共振频率，即波谷对应的频率理论值，B为测量磁场值，θ为外磁场与金刚石色心敏感方向的夹角。当外磁场与金刚石NV色心敏感方向夹角重合时，100Gs的磁场强度对应280MHz的频率分裂。

结合磁传感器的误差和一个波谷频率拟合需求，波谷区域扫频范围为从f_d1=f_d×(1+a)+5×f₀到f_d2=f_d×(1-a)-5×f₀，如图4所示，则微波调制阶段的时间变为：

T2’=t₀×（f_d1-f_d2）/f₀=t₀×(2×a×f_d/f₀+10) (2)

假设待测磁场的变化范围为0-100Gs，取t₀=10us，f₀=10kHz，按照一般的调制方案，一次微波阶段的测量时间为：

T₂=t₀×（f_n-f_c）/f₀=10us×2.8MHz/Gs×100Gs/10kHz=280ms (3)

即采样率为3Hz，本发明中取a=0.5%，待测磁场为100Gs，则一次微波阶段的测量时间为：

T2’=t₀×(2×a×f_d/f₀+10)=10us×（2×0.5%×2.8MHz/Gs×100Gs/10kHz+10）=2.9ms (4)

即采样率为300Hz，且随着待测磁场的进一步减小，一次微波阶段的测量时间可进一步减小，当磁传感器件测量的磁场强度为10Gs时，一次微波阶段的测量时间为：

T2’=t₀×(2×a×f_d/f₀+10)=10us×（2×0.5%×2.8MHz/Gs×10Gs/10kHz+10）=0.28ms (5)

即采样率为3.57kHz，在不同的实际测量磁场下，一次微波阶段的时间分布和相比于传统的微波阶段的时间百分比如图5所示，可以看到当磁场为1Gs以内时，采样率已经高达10kHz，相较于一般的调制方法，采样率提升了103倍。

步骤104，光电探测器接收金刚石在激光和微波作用下产生的不同频率的红色荧光，并对红色荧光的强度信号进行解析，确定波谷的频率值。

可选地，光电探测器接收金刚石在激光和微波作用下产生的不同频率的红色荧光，包括：

金刚石在激光和微波的作用下产生不同频率的红色荧光；

红色荧光经过双色片和滤波片达到光电探测器，被光电探测器接收。

具体地，本步骤为荧光采集与解析阶段：金刚石在激光和微波的作用下，会发生不同强度的红色荧光，红色荧光经双色片和滤波片后，达到光电探测器后被探测。该部分通过收集不同频率对应的荧光强度信号进行解析，获得波谷的频率值，该频率值与中心频率的差值即可直接求得对应的磁场强度，该部分所需时间为T3。

步骤105，光电探测器根据波谷的频率值，计算被测一次电流母线的磁场强度。

在扫频过程中，伴随着红色荧光信号的负荷，光电探测器通过对不同扫描频率下的后红色荧光强度的采集，并对采集的红色荧光强度的波谷处的频率值进行解析，然后根据公式1计算频率值对应的一次电流母线的电场强度，从而完成磁场的测量。

通过对该过程的分析，一次磁测量的总时间T为：T=T₁+T₂+T₃。

一般T₁和T₃相较于T₂均可忽略，而扫频过程中，一个步长及频率切换所需要的时间在几十us量级，一次扫频所需步数几千次，因此扫频法的采样率一般为几十Hz，无法满足高速采样的需求。

从微波调制阶段分析可以看到，实际有用的信号值仅与波谷的频率值相关，而大量扫频的步骤是可以省略的，因此若在扫频前通过霍尔等器件初步确定波谷的频率范围，通过反馈调制电路，再考虑一定的拓展频率，控制微波源的输出频率仅在这极窄的频率范围，则可极大的压缩微波调制阶段的耗时，从而提高采样率。

本发明提供了一种基于辅助磁测量的区域定为扫频的方法，通过一种初步判定为波谷频率范围，减小扫频所需时间，从而提高整个量子测量的采样率，在不提高硬件成本的前提下，采样率有望提高至10kHz以上。

从而，本发明提供一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法，通过对连续光学探测磁共振的微波扫频方式进行优化，提出了一种区域定位扫频的方法，通过在金刚石附近放置低成本的磁传感器初步判定波谷频率范围，减小扫频所需时间，从而提高整个量子测量的测量率。

示例性系统

图6是本发明一示例性实施例提供的区域定位扫频的量子高速调控磁测量系统的结构示意图。如图6所示，系统600包括：

激光照射模块610，用于将互感器环套设在被测一次电流母线上，通过激光器发射出预定波长的激光照射在互感器环内设置的金刚石上；

第一确定模块620，用于通过放置在金刚石邻近位置处的磁传感器获取测量磁场值，并根据测量磁场值以及磁传感器的误差，确定波谷区域扫频范围；

微波辐射模块630，用于通过微波源在波谷区域扫频范围内向金刚石辐射微波；

第二确定模块640，用于光电探测器接收金刚石在激光和微波作用下产生的不同频率的红色荧光，并对红色荧光的强度信号进行解析，确定波谷的频率值；

计算模块650，用于光电探测器根据波谷的频率值，计算被测一次电流母线的磁场强度。

可选地，激光照射模块610，包括：

第一发射子模块，用于通过激光器发射预定波长的激光；

照射子模块，用于激光经过声光开关和双色片，照射在金刚石上。

可选地，第一确定模块620，包括：

计算子模块，用于根据测量磁场值计算波谷对应的频率理论值；

确定子模块，用于根据频率理论值以及磁传感器误差，确定波谷区域扫频范围，其中波谷区域扫频范围为：f_d1=f_d×(1+a)+5×f₀到f_d2=f_d×(1-a)-5×f₀，其中f_d为波谷对应的频率理论值，a为磁传感器误差，f₀为微波扫频的步长。

可选地，微波辐射模块630，包括：

第二发射子模块，用于通过微波源在波谷区域扫频范围内发射微波；

辐射子模块，用于微波经过微波放大器和环形器辐射在金刚石上。

可选地，第二确定模块640，包括：

产生子模块，用于金刚石在激光和微波的作用下产生不同频率的红色荧光；

接收子模块，用于红色荧光经过双色片和滤波片达到光电探测器，被光电探测器接收。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，在本发明中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明中涉及的器件、系统、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、系统、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

还需要指出的是，在本发明的系统、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量方法，其特征在于，包括：

将互感器环套设在被测一次电流母线上，通过激光器发射出预定波长的激光照射在所述互感器环内设置的金刚石上；

通过放置在所述金刚石邻近位置处的磁传感器获取测量磁场值，并根据所述测量磁场值以及所述磁传感器的误差，确定波谷区域扫频范围；

通过微波源在所述波谷区域扫频范围内向所述金刚石辐射微波；

光电探测器接收所述金刚石在所述激光和所述微波作用下产生的不同频率的红色荧光，并对所述红色荧光的强度信号进行解析，确定波谷的频率值；

所述光电探测器根据所述波谷的频率值，计算所述被测一次电流母线的磁场强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过激光器发射出预定波长的激光照射在所述互感器环内设置的金刚石上，包括：

通过所述激光器发射预定波长的所述激光；

所述激光经过声光开关和双色片，照射在所述金刚石上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述测量磁场值以及所述磁传感器的误差，确定波谷区域扫频范围，包括：

根据所述测量磁场值计算波谷对应的频率理论值；

根据所述频率理论值以及所述磁传感器误差，确定波谷区域扫频范围，其中所述波谷区域扫频范围为：f_d1=f_d×(1+a)+5×f₀到f_d2=f_d×(1-a)-5×f₀，其中f_d为波谷对应的频率理论值，a为磁传感器误差，f₀为微波扫频的步长。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述微波源在所述波谷区域扫频范围内向所述金刚石辐射微波，包括：

通过所述微波源在所述波谷区域扫频范围内发射所述微波；

所述微波经过微波放大器和环形器辐射在所述金刚石上。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光电探测器接收所述金刚石在所述激光和所述微波作用下产生的不同频率的红色荧光，包括：

所述金刚石在所述激光和所述微波的作用下产生不同频率的所述红色荧光；

所述红色荧光经过双色片和滤波片达到所述光电探测器，被所述光电探测器接收。

6.一种区域定位扫频的量子高速调控磁测量系统，其特征在于，包括：

激光照射模块，用于将互感器环套设在被测一次电流母线上，通过激光器发射出预定波长的激光照射在所述互感器环内设置的金刚石上；

第一确定模块，用于通过放置在所述金刚石邻近位置处的磁传感器获取测量磁场值，并根据所述测量磁场值以及所述磁传感器的误差，确定波谷区域扫频范围；

微波辐射模块，用于通过微波源在所述波谷区域扫频范围内向所述金刚石辐射微波；

第二确定模块，用于光电探测器接收所述金刚石在所述激光和所述微波作用下产生的不同频率的红色荧光，并对所述红色荧光的强度信号进行解析，确定波谷的频率值；

计算模块，用于所述光电探测器根据所述波谷的频率值，计算所述被测一次电流母线的磁场强度。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，激光照射模块，包括：

第一发射子模块，用于通过所述激光器发射预定波长的所述激光；

照射子模块，用于所述激光经过声光开关和双色片，照射在所述金刚石上。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，第一确定模块，包括：

计算子模块，用于根据所述测量磁场值计算波谷对应的频率理论值；

确定子模块，用于根据所述频率理论值以及所述磁传感器误差，确定波谷区域扫频范围，其中所述波谷区域扫频范围为：f_d1=f_d×(1+a)+5×f₀到f_d2=f_d×(1-a)-5×f₀，其中f_d为波谷对应的频率理论值，a为磁传感器误差，f₀为微波扫频的步长。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，微波辐射模块，包括：

第二发射子模块，用于通过所述微波源在所述波谷区域扫频范围内发射所述微波；

辐射子模块，用于所述微波经过微波放大器和环形器辐射在所述金刚石上。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，第二确定模块，包括：

产生子模块，用于所述金刚石在所述激光和所述微波的作用下产生不同频率的所述红色荧光；

接收子模块，用于所述红色荧光经过双色片和滤波片达到所述光电探测器，被所述光电探测器接收。