JP6298728B2 - 磁気計測装置 - Google Patents
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Description
〈概要〉
本実施の形態の概要は、磁気計測装置10において、ダイヤモンド結晶15中の窒素−空孔対25の位置と、窒素−空孔対25からの蛍光出力を計測するイメージセンサ16の画素26の位置とが、1:1に対応付けられたものである。言い換えれば、ある1つの窒素−空孔対25が発生した蛍光は、窒素−空孔対25に対応付けされた1つの画素26によって受光するようにイメージセンサ16が設けられている。
図1は、本実施の形態1による磁気計測装置10における構成の一例を示す説明図である。
図2は、図1の磁気計測装置10に設けられたダイヤモンド結晶15およびイメージセンサ16における構成の一例を示した説明図である。
図3は、図1の磁気計測装置10におけるイメージセンサ16の画素26とダイヤモンド結晶15の窒素−空孔対25との1:1の対応付けの一例を示す説明図である。
図4は、図1の磁気計測装置10におけるダイヤモンド結晶15とイメージセンサ16とにおけるブロック単位での対応の一例を示す説明図である。
図5は、非特許文献1に記載されている窒素−空孔対25の4種類の方位を模式的に示した説明図である。
続いて、磁気計測装置10によるノイズ低減技術について、図6および図7を用いて説明する。
図8は、図1の磁気計測装置10に設けられた信号処理回路18、制御回路19、およびマイクロ波源20の接続構成の一例を示す説明図である。
図10は、図8に示す制御回路19およびマイクロ波源20における各信号のタイミング例を示すタイミングチャートである。
〈概要〉
前記実施の形態1の図6における磁気計測装置10では、イメージセンサ16の画素単位において、空間分解能を実現する構成について示したが、本実施の形態2においては、イメージセンサ16のブロック単位において空間分解能を実現する例ついて説明する。
図11は、実施の形態2による磁気計測装置10における構成の一例を示す説明図である。
図12は、図11の磁気計測装置10に用いられるイメージセンサ16における画素数とブロックサイズの構成の一例を示す説明図である。
〈磁気計測装置の構成例〉
図13は、実施の形態3による磁気計測装置10における構成の一例を示す説明図である。
図14は、図13の磁気計測装置10が有する信号処理部61の接続例を示した説明図である。図14の左側には、磁気計測装置10の構成が示されている。また、図14の右側の上方から下方にかけては、イメージセンサ16のブロック41、およびブロック41に対応するダイヤモンド結晶15のブロック40およびブロック40に対応する後述する高周波回路部28の拡大図をそれぞれ示している。
図15は、図13の磁気計測装置10に設けられる高周波回路チップ27の構成の一例を示す説明図である。この図15では、図13に示したイメージセンサ16に対応する高周波回路チップ27を例として説明する。高周波回路チップ27においては、ノイズ低減のため、例えば双対配線が行われている。
図16は、図15の高周波回路チップ27における各高周波回路部28によるマイクロ波の照射順序の一例を示す説明図である。
11 光源部
12 青緑色光源
13 レンズ
13a レンズ
13b レンズ
14 ダイクロイックミラー
15 ダイヤモンド結晶
16 イメージセンサ
17 制御部
18 信号処理回路
19 制御回路
20 マイクロ波源
21 コイル
25 窒素−空孔対
26 画素
26a 画素
27 高周波回路チップ
28 高周波回路部
28a ループアンテナ
28b 高周波回路
31 領域
32 領域
37 マーカ
37a マーカ
40 ブロック
41 ブロック
50 試料
53 斜面
60 信号処理アレイ
61 信号処理部
OFR オフセットレジスタ
OPA 演算器
REG レジスタ
RCK レジスタクロック
GCT 利得調整器
FAD 周波数加算器
OSC 発振器
AMP 増幅器
OPN 演算器
CH 半導体チップ
RDC 行デコーダ
CDC 列デコーダ
RL 行アドレス線
CL 列アドレス線
RR 終端抵抗
Claims (8)
- 複数の窒素−空孔対を有するダイヤモンド結晶と、
複数の画素によって前記ダイヤモンド結晶に照射された励起光によって発生する蛍光強度を検出するイメージセンサと、
を備え、
前記ダイヤモンド結晶は、前記窒素−空孔対が前記画素に1:1にそれぞれ対応付けされ、1つの前記窒素−空孔対が発生した蛍光を、前記窒素−空孔対に対応付けされた1つの前記画素によって受光する、磁気計測装置。 - 請求項1記載の磁気計測装置において、
前記ダイヤモンド結晶が有する前記窒素−空孔対は、各々の前記窒素−空孔対の窒素から見た空孔の方位が、前記ダイヤモンド結晶の方位に対してどのような方位であるかが特定されている、磁気計測装置。 - 請求項2記載の磁気計測装置において、
前記ダイヤモンド結晶は、単結晶である、磁気計測装置。 - 請求項2記載の磁気計測装置において、
さらに、動作制御信号に基づいて、前記ダイヤモンド結晶にマイクロ波を照射するマイクロ波部と、
方位が特定されている前記窒素−空孔対のうち、同じ方位を有する前記窒素−空孔対に対応する前記画素から出力される前記マイクロ波部によるマイクロ波の照射時と非照射時との蛍光強度の差分を積算し、その算出結果を周波数補正値として出力する信号処理部と、
を有し、
前記マイクロ波部は、前記信号処理部から出力される前記周波数補正値に基づいて、照射するマイクロ波の周波数を変調する、磁気計測装置。 - 請求項4記載の磁気計測装置において、
前記信号処理部は、前記イメージセンサを複数の領域に分割したセンサブロック毎に前記周波数補正値を算出する、磁気計測装置。 - 請求項2記載の磁気計測装置において、
さらに、前記ダイヤモンド結晶の裏面から、マイクロ波を照射する照射部と、
方位が特定されている前記窒素−空孔対のうち、同じ方位を有する前記窒素−空孔対に対応する前記画素から出力されるマイクロ波の照射時と非照射時との蛍光強度の差分を積算し、その算出結果を周波数補正値として出力する信号処理部と、
を有し、
前記照射部は、前記信号処理部から出力される前記周波数補正値に基づいて、照射するマイクロ波の周波数を変調する、磁気計測装置。 - 請求項6記載の磁気計測装置において、
前記照射部は、複数の高周波回路部からなり、
前記高周波回路部は、前記ダイヤモンド結晶を複数の領域に分割したダイヤモンド結晶上のブロックにそれぞれ対応するように設けられ、前記信号処理部から出力される前記周波数補正値に基づいて、照射するマイクロ波の周波数をそれぞれ変調させ、
前記信号処理部は、前記イメージセンサを複数の領域に分割した前記イメージセンサ上のブロック毎に差分を積算し、その算出結果を周波数補正値として、積算した前記イメージセンサのブロックに対応する前記ダイヤモンド結晶上のブロックに対して前記マイクロ波を照射する前記高周波回路部に出力する、磁気計測装置。 - 請求項7記載の磁気計測装置において、
前記高周波回路部は、前記信号処理部から出力する動作制御信号に基づいて、動作が制御され、
前記信号処理部は、隣り合う前記高周波回路部が同時に前記マイクロ波を照射しないように前記動作制御信号を制御する、磁気計測装置。
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