恭喜浙江大学杭州国际科创中心叶蕾获国家专利权
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龙图腾网恭喜浙江大学杭州国际科创中心申请的专利一种基于碳化硅自旋缺陷的电流测量装置及电流测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119224407B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411764373.6,技术领域涉及:G01R19/00;该发明授权一种基于碳化硅自旋缺陷的电流测量装置及电流测量方法是由叶蕾;李强;皮孝东;杨德仁设计研发完成,并于2024-12-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于碳化硅自旋缺陷的电流测量装置及电流测量方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于碳化硅自旋缺陷的电流测量装置及电流测量方法。本发明的装置结构简单,成本相对较低,非常易于推广使用。本发明采用双传感器结构进行差分检测,有效避免了环境磁场噪声的影响,在很大程度上提高了测量灵敏度。本发明装置的检测灵敏度只依赖于碳化硅自旋缺陷的浓度、激发光的密度以及荧光收集效率,并且可以通过优化碳化硅自旋缺陷的浓度及自旋性质,进一步提高磁场电流测量的灵敏度,拓宽了提高检测精度的空间。本发明将碳化硅与光纤集成于一体,不依赖共聚焦光路系统,使用的光纤只用于激发光和荧光的传输,其形状和长度对测试结果基本无影响,使用非常便利。
本发明授权一种基于碳化硅自旋缺陷的电流测量装置及电流测量方法在权利要求书中公布了:1.一种基于碳化硅自旋缺陷的电流测量装置,其特征在于,包括:两个碳化硅光纤传感器探头,每个碳化硅光纤传感器探头包括光纤和设于光纤一端端面上的传感器,所述传感器为一块碳化硅,碳化硅包含自旋缺陷;检测时,两个碳化硅光纤传感器探头分别伸入到待检测通电导体两侧且与待检测通电导体表面距离相等;微波单元,包括用于产生微波的微波源和环绕设于所述光纤在设有所述传感器的一端端部外周、用于向所述传感器传输微波信号的微波天线,所述微波信号用于驱动碳化硅自旋缺陷;激光单元,包括激光器,用于向两个所述碳化硅光纤传感器探头中的光纤输入激发光,所述激发光用于激发所述传感器;成对设置的两个静磁铁,两个静磁铁设于两个所述碳化硅光纤传感器探头附近,静磁铁产生的磁场方向为平行于所述传感器碳化硅晶体c轴方向,用于分裂碳化硅自旋缺陷的自旋态能级;检测单元,包括两个光电探测器和一个锁相放大器,两个光电探测器用于分别检测其中一个碳化硅光纤传感器探头中所述传感器自旋缺陷受激发光激发后产生的反射荧光,所述锁相放大器用于对两个光电探测器检测的反射荧光信号进行处理分析;所述微波源产生不同频率的微波以对所述传感器进行微波频率扫描,两个所述光电探测器检测不同微波频率下两个所述传感器产生的反射荧光的强度,经所述锁相放大器对检测的数据进行处理分析得到调幅的光探测磁共振谱,通过拟合获得光探测磁共振频率;再将两个所述碳化硅光纤传感器探头对应的光探测磁共振谱进行差分处理,计算得到待检测通电导体周围的磁场及相应的电流大小;光探测磁共振谱差分处理的方法如下:在静磁铁施加的磁场条件下,碳化硅的光探测磁共振谱表现出两个波共振频率,分别记为低共振频率和高共振频率,共振频率差分;静磁铁产生的静磁场大小记为,根据确定碳化硅自旋缺陷的旋磁比;在待检测通电导体通电条件下,其中一个传感器所测为待检测通电导体产生的磁场和外磁场之和,另一个传感器所测为通电导体产生的磁场和外磁场之差: , , ,其中,和分别为两个传感器的共振频率差分;考虑到两个传感器周围的环境磁场噪声存在略微不同,和分别表示第两个传感器周围的外磁场大小,两者存在固定差值,即2;为待检测通电导体产生的磁场;在不通电条件下,将测得的和作差计算得到;通电条件下,通过将和差分处理,消除外磁场的影响,得到通电导体产生的磁场及相应的电流。
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