本发明涉及光电子技术领域，具体为一种基于cvd钻石的相干光源装置及其制造方法。
背景技术：
在光学上，相干光是指“在时间或空间的任意点上，特别是在垂直于光的传播方向的平面上的一个区域内，或在空间的一个特定点的所有时间里，光的所有参数都可以预测并相关的光”。通俗一些地说：“这种光波上各点之间具有固定相位关系的特性”。即所有的光都平行于同一传播轴，形成极细、高度聚焦的光束，只有这种具有相干性的光，才能用来传送信息。激光器(laser)的辐射可以产生相干性很好的相干光。
传统获得相干光的方法有：(1)波阵面分割法，将同一光源上同一点或极小区域(可视为点光源)发出的一束光分成两束，让它们经过不同的传播路径后，再使它们相遇，这时，这一对由同一光束分出来的光的频率和振动方向相同，在相遇点的相位差也是恒定的，因而是相干光。如，杨氏双缝干涉实验。(2)振幅分割法，一束光线经过介质薄膜的反射与折射，形成的两束光线产生干涉的方法。如，薄膜干涉。(3)采用激光光源，激光光源的频率,位相,振动方向,传播方向都相同。
但是传统的方法操作不便，对于装置需求高，且对于常用的675纳米相干光制造时就更加不便了，为此，我们提出一种基于cvd钻石的相干光源装置及其制造方法。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于cvd钻石的相干光源装置及其制造方法，具备便于675纳米相干光的优点，解决了现有相干光制造方法操作不便，对于装置需求高，且对于常用的675纳米相干光制造时就更加不便的问题。
(二)技术方案
为实现具备便于675纳米相干光的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于cvd钻石的相干光源装置，包括以下装置：
cvd钻石、透射电子显微镜、计算机、单色激光器、液氦制冷装置和透镜组，所述cvd钻石的表面经过光刻的处理，所述cvd钻石的表面经过特殊加工处理，且所述cvd钻石的表面分布有间距10微米，直径100纳米的半球结构，所述单色激光器的型号为400-532纳米型单色激光器，所述透射电子显微镜的型号为tem型透射电子显微镜。
一种基于cvd钻石的相干光制造方法，包括以下步骤：
步骤一：使用所述tem型号的透射电子显微镜在所述cvd钻石表面的半球内注入浓度1ppb的氮原子；
步骤二：对所述cvd钻石进行一千摄氏度的退火，使之形成nv色心；
步骤三：使用所述单色激光器和透镜组，将激光聚焦于所述cvd钻石表面任意一个半球，对激光荧光信号的时间进行收集，对收集的激光荧光信号的时间进行记录，整理收集到的激光荧光信号的时间，按时间计算收集到的荧光信号的时间，使用计算机将收集到的荧光信号的时间制成曲线，并计算出收集到的荧光信号时间曲线的自相干函数，如果满足单色心特征，则可以确定该半球内只有单个nv色心，如果不满足单色心特征，则可以确定该半球内至少形成两个以上nv色心；
步骤四：选择所述步骤三中满足单色心特征的cvd钻石，取出所述液氦制冷装置，且取出所述液氦制冷装置内的液态，采用容器进行承载，形成低温液氦环境，将所述cvd钻石、激光器和透镜组置于容器内，进而使所述cvd钻石、激光器和透镜组处于低温的液氦环境中，由于所述cvd钻石上的半球结构内nv色心的荧光能量在低温下向零声子线位置集中，进行所述半球结构是一种良好的637nm相干光源。
优选的，所述步骤二中ppb是一个无量纲量，在溶液中是用溶质质量占全部溶液质量的十亿分比来表示的浓度，也称十亿分比浓度，即十亿分之一，所述ppb常用于浓度非常小的场合下。
优选的，所述步骤一种注入的氮原子在cvd钻石内与周围任意氮原子形成n-c化学键，且任意一个氮原子周围形成三个n-c化学键。
优选的，所述步骤三中单色激光器和透镜组之间距离需进行多次调节测量，采集多个激光聚焦于所述cvd钻石表面任意一个半球上的数据。
优选的，所述步骤三中不满足单色心特征的cvd钻石重复进行步骤二操作，接着进行步骤四操作，直至满足单色心特征为止。
优选的，还包括固定cvd钻石的固定装置和用于承载液氮的容器(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种基于cvd钻石的相干光源装置及其制造方法，具备以下有益效果：
该基于cvd钻石的相干光源装置及其制造方法，需要在低温液氦环境下运行。装置包括表面经过特殊加工处理的cvd钻石、400-532nm单色激光器、液氦制冷装置、透镜组。cvd钻石表面经过光刻处理，分布有间距10um，直径100nm的半球结构。使用tem透射电子显微镜在cvd钻石表面的半球注入浓度1ppb的氮原子，之后进行1000摄氏度的退火，使之形成nv色心。使用单色激光器和透镜组，将激光聚焦于一个半球，计算收集到的荧光信号的时间曲线的自相干函数。如果满足单色心特征，则可以确定该半球内只有单个nv色心。将金刚石、激光器和透镜组置于低温液氦环境，由于nv色心的荧光能量在低温下向零声子线位置集中，因此是一种良好的637nm相干光源。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于cvd钻石的相干光源装置，包括以下装置：
cvd钻石、透射电子显微镜、计算机、单色激光器、液氦制冷装置和透镜组，cvd钻石的表面经过光刻的处理，cvd钻石的表面经过特殊加工处理，且cvd钻石的表面分布有间距10微米，直径100纳米的半球结构，单色激光器的型号为400-532纳米型单色激光器，透射电子显微镜的型号为tem型透射电子显微镜。
一种基于cvd钻石的相干光制造方法，包括以下步骤：
步骤一：使用tem型号的透射电子显微镜在cvd钻石表面的半球内注入浓度1ppb的氮原子；
步骤二：对cvd钻石进行一千摄氏度的退火，使之形成nv色心；
步骤三：使用单色激光器和透镜组，将激光聚焦于cvd钻石表面任意一个半球，对激光荧光信号的时间进行收集，对收集的激光荧光信号的时间进行记录，整理收集到的激光荧光信号的时间，按时间计算收集到的荧光信号的时间，使用计算机将收集到的荧光信号的时间制成曲线，并计算出收集到的荧光信号时间曲线的自相干函数，如果满足单色心特征，则可以确定该半球内只有单个nv色心，如果不满足单色心特征，则可以确定该半球内至少形成两个以上nv色心；
步骤四：选择步骤三中满足单色心特征的cvd钻石，取出液氦制冷装置，且取出液氦制冷装置内的液态，采用容器进行承载，形成低温液氦环境，将cvd钻石、激光器和透镜组置于容器内，进而使cvd钻石、激光器和透镜组处于低温的液氦环境中，由于cvd钻石上的半球结构内nv色心的荧光能量在低温下向零声子线位置集中，进行半球结构是一种良好的637nm相干光源，需要在低温液氦环境下运行。装置包括表面经过特殊加工处理的cvd钻石、400-532nm单色激光器、液氦制冷装置、透镜组。cvd钻石表面经过光刻处理，分布有间距10um，直径100nm的半球结构。使用tem透射电子显微镜在cvd钻石表面的半球注入浓度1ppb的氮原子，之后进行1000摄氏度的退火，使之形成nv色心。使用单色激光器和透镜组，将激光聚焦于一个半球，计算收集到的荧光信号的时间曲线的自相干函数。如果满足单色心特征，则可以确定该半球内只有单个nv色心。将金刚石、激光器和透镜组置于低温液氦环境，由于nv色心的荧光能量在低温下向零声子线位置集中，因此是一种良好的637nm相干光源。
步骤二中ppb是一个无量纲量，在溶液中是用溶质质量占全部溶液质量的十亿分比来表示的浓度，也称十亿分比浓度，即十亿分之一，ppb常用于浓度非常小的场合下。
步骤一种注入的氮原子在cvd钻石内与周围任意氮原子形成n-c化学键，且任意一个氮原子周围形成三个n-c化学键。
步骤三中单色激光器和透镜组之间距离需进行多次调节测量，采集多个激光聚焦于cvd钻石表面任意一个半球上的数据。
步骤三中不满足单色心特征的cvd钻石重复进行步骤二操作，接着进行步骤四操作，直至满足单色心特征为止。
还包括固定cvd钻石的固定装置和用于承载液氮的容器
该基于cvd钻石的相干光源装置及其制造方法，需要在低温液氦环境下运行。装置包括表面经过特殊加工处理的cvd钻石、400-532nm单色激光器、液氦制冷装置、透镜组。cvd钻石表面经过光刻处理，分布有间距10um，直径100nm的半球结构。使用tem透射电子显微镜在cvd钻石表面的半球注入浓度1ppb的氮原子，之后进行1000摄氏度的退火，使之形成nv色心。使用单色激光器和透镜组，将激光聚焦于一个半球，计算收集到的荧光信号的时间曲线的自相干函数。如果满足单色心特征，则可以确定该半球内只有单个nv色心。将金刚石、激光器和透镜组置于低温液氦环境，由于nv色心的荧光能量在低温下向零声子线位置集中，因此是一种良好的637nm相干光源。
需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。