DB34T 4550-2023 固態(tài)自旋量子磁力測(cè)量技術(shù)性能表征

34DB34/T4550—2023固態(tài)自旋量子磁力測(cè)量技術(shù)性能表征Characterizationofsolidstatespinquantummagneticmeasurementtechnology2023-10-07發(fā)布2023-11-07實(shí)施安徽省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布I本文件起草單位：安徽省國(guó)盛量子科技有限公本文件主要起草人：趙博文、孫方穩(wěn)、張少春、量子測(cè)量quantummeasurement222口111動(dòng)態(tài)范圍T230.001%-0.1%/4帶寬6測(cè)試環(huán)境6.1.1測(cè)試配置3磁場(chǎng)線(xiàn)圈磁屏蔽裝置采用磁屏蔽技術(shù)對(duì)外界磁場(chǎng)實(shí)施屏蔽磁屏蔽空間內(nèi)，剩余磁場(chǎng)強(qiáng)度小于1×10-?T,磁場(chǎng)噪聲不大于1×10-11,剩余磁場(chǎng)的穩(wěn)定性小于場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)電流，最大輸出電流不小于1A,電流源穩(wěn)定性?xún)?yōu)于10-?,支持多量程電流輸出。6.1.4磁場(chǎng)線(xiàn)圈磁場(chǎng)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)不高于2.5×102T。磁場(chǎng)線(xiàn)圈均勻區(qū)大于量子磁力測(cè)量裝置最大允許誤差絕對(duì)值的1/5。標(biāo)準(zhǔn)磁力儀其允許誤差不超過(guò)待測(cè)量子磁力測(cè)量裝置最大允許誤差絕對(duì)值的1/3,在一年內(nèi)的誤要求溫度的波動(dòng)的均方根不超過(guò)1×102K,濕度變化不超過(guò)1%,壓強(qiáng)變化不超過(guò)1%。7檢測(cè)方法7.1動(dòng)態(tài)范圍7.1.1測(cè)試內(nèi)容47.1.3.1控制高精密可調(diào)電流源，驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)線(xiàn)圈產(chǎn)生均勻待測(cè)磁場(chǎng)；啟動(dòng)量子磁力測(cè)量裝置與標(biāo)7.1.3.2控制高精密可調(diào)電流源，驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，量子磁力測(cè)量裝置對(duì)待測(cè)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量7.1.3.3控制高精密可調(diào)電流源，驅(qū)動(dòng)線(xiàn)7.1.3.4上位機(jī)對(duì)記錄的數(shù)據(jù)繪制動(dòng)態(tài)范圍響應(yīng)曲線(xiàn)，根據(jù)動(dòng)態(tài)范圍響應(yīng)曲線(xiàn)確定磁場(chǎng)測(cè)量無(wú)響利用高精密可調(diào)電流源及磁場(chǎng)線(xiàn)圈產(chǎn)生均勻待測(cè)磁場(chǎng)，通過(guò)量子磁力測(cè)量裝置對(duì)該待測(cè)磁場(chǎng)進(jìn)行7.2.3.1控制高精密可調(diào)電流源，驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)線(xiàn)圈產(chǎn)生均勻待測(cè)磁場(chǎng)；啟動(dòng)量子磁力測(cè)量裝置與標(biāo)力儀，標(biāo)定待測(cè)磁場(chǎng)，校正量子磁力測(cè)量裝置參數(shù)，設(shè)定量子磁力7.2.3.3啟動(dòng)量子磁力測(cè)量裝置對(duì)待測(cè)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，記錄測(cè)量輸出結(jié)果，連續(xù)采集一段時(shí)間后5Bx——為量子磁力測(cè)量裝置測(cè)量的磁場(chǎng)幅值，單位為特斯拉(T);Bm——為線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)幅值，單位為特斯拉(T)。7.2.3.5控制高精密可調(diào)電流源，驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)線(xiàn)圈關(guān)閉均勻交變磁場(chǎng)；保持量子磁力測(cè)量裝置采樣率和采集時(shí)間設(shè)定不變，啟動(dòng)量子磁力測(cè)量裝置對(duì)待測(cè)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，記錄測(cè)量輸出結(jié)果，連續(xù)采集一段時(shí)間后，記錄一組測(cè)量數(shù)據(jù)。7.2.3.6對(duì)量子磁力測(cè)量裝置測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜密度分析，繪制功率譜密度曲線(xiàn)，利用功率譜密度估計(jì)和校正系數(shù)，得出靈敏度。7.3線(xiàn)性偏差7.3.1測(cè)試內(nèi)容利用高精密可調(diào)電流源及磁場(chǎng)線(xiàn)圈產(chǎn)生待測(cè)磁場(chǎng)，通過(guò)量子磁力測(cè)量裝置對(duì)該待測(cè)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)量子磁力測(cè)量裝置測(cè)量輸出信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，得出線(xiàn)性偏差。7.3.2測(cè)試配置測(cè)試配置如圖2所示，將待測(cè)量子磁力測(cè)量裝置的探頭放置于磁屏蔽裝置中的均勻磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。連接高精密可調(diào)電流源與磁場(chǎng)線(xiàn)圈，通過(guò)控制高精密可調(diào)電流源驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈調(diào)節(jié)磁場(chǎng)。連接量子磁力測(cè)量裝置上位機(jī)與主機(jī)，通過(guò)上位機(jī)記錄量子磁力測(cè)量裝置輸出結(jié)果。7.3.3測(cè)試步驟7.3.3.1控制高精密可調(diào)電流源，驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)線(xiàn)圈產(chǎn)生遞增磁場(chǎng)和遞減磁場(chǎng)，遞增磁場(chǎng)和遞減磁場(chǎng)的最大值與最小值均保持一致；啟動(dòng)量子磁力測(cè)量裝置與標(biāo)準(zhǔn)磁力儀，標(biāo)定待測(cè)磁場(chǎng)，校正量子磁力測(cè)量裝置參數(shù)，設(shè)定量子磁力測(cè)量裝置采樣率和采集時(shí)間。7.3.3.2控制高精密可調(diào)電流源，驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)線(xiàn)圈調(diào)節(jié)步進(jìn)磁場(chǎng)，產(chǎn)生遞增磁場(chǎng)，每調(diào)節(jié)一次，量子磁力測(cè)量裝置相應(yīng)進(jìn)行一次測(cè)量，記錄測(cè)量結(jié)果，當(dāng)遞增磁場(chǎng)達(dá)到最大值，完成遞增磁場(chǎng)測(cè)量，記錄量子磁力測(cè)量裝置的輸出數(shù)據(jù)。7.3.3.3保持量子磁力測(cè)量裝置采樣率和采集時(shí)間設(shè)定不變，控制高精密可調(diào)電流源，驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)線(xiàn)圈調(diào)節(jié)步進(jìn)磁場(chǎng)，產(chǎn)生遞減磁場(chǎng)，每調(diào)節(jié)一次，量子磁力測(cè)量裝置相應(yīng)進(jìn)行一次測(cè)量，記錄測(cè)量結(jié)果，當(dāng)遞增磁場(chǎng)達(dá)到最小值，完成遞減磁場(chǎng)測(cè)量，記錄量子磁力測(cè)量裝置的輸出數(shù)據(jù)。7.3.3.4按照7.3.3.2和7.3.3.3重復(fù)進(jìn)行測(cè)量，完成多次測(cè)量后，記錄測(cè)量輸出數(shù)據(jù)。7.3.3.5根據(jù)量子磁力測(cè)量裝置的輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行擬合，繪制擬合曲線(xiàn)，得出線(xiàn)性偏差。7.4.1測(cè)試內(nèi)容利用高精密可調(diào)電流源及磁場(chǎng)線(xiàn)圈產(chǎn)生均勻待測(cè)磁場(chǎng)，通過(guò)量子磁力測(cè)量裝置對(duì)該待測(cè)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，量子磁力計(jì)測(cè)量輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出帶寬。7.4.2