| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1. 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 系综NV色心自旋操控的研究背景 | 第10-11页 |
| 1.2 NV色心自旋操控的研究现状 | 第11-13页 |
| 1.3 NV色心在量子精密测量领域的应用 | 第13-15页 |
| 1.3.1 磁场测量 | 第13-14页 |
| 1.3.2 温度测量 | 第14页 |
| 1.3.3 角速率测量 | 第14-15页 |
| 1.3.4 其他应用 | 第15页 |
| 1.4 研究意义 | 第15-16页 |
| 1.5 主要研究内容 | 第16-18页 |
| 2. NV色心自旋态操控及微波辐射理论基础 | 第18-34页 |
| 2.1 金刚石及NV色心 | 第18-22页 |
| 2.1.1 金刚石及其晶格缺陷简介 | 第18-19页 |
| 2.1.2 NV色心的基本结构 | 第19-21页 |
| 2.1.3 NV色心的自旋性质 | 第21-22页 |
| 2.2 微波辐射及天线概述 | 第22-28页 |
| 2.2.1 微波与天线 | 第23页 |
| 2.2.2 微波场区划分 | 第23-26页 |
| 2.2.3 天线S参数 | 第26-27页 |
| 2.2.4 天线输入阻抗 | 第27-28页 |
| 2.3 NV色心自旋态操控原理 | 第28-33页 |
| 2.3.1 电子自旋共振（ESR） | 第28-30页 |
| 2.3.2 拉比振荡（Rabi Oscillation） | 第30-31页 |
| 2.3.3 拉姆齐条纹（Ramsey fringes） | 第31-32页 |
| 2.3.4 自旋回波（Spin-echo） | 第32-33页 |
| 2.4 本章小结 | 第33-34页 |
| 3. 微波辐射天线 | 第34-45页 |
| 3.1 传统单极子天线设计 | 第34-36页 |
| 3.1.1 单极子天线模型建立 | 第34-35页 |
| 3.1.2 仿真及测试结果 | 第35-36页 |
| 3.2 微带天线设计 | 第36-39页 |
| 3.2.1 微带天线模型建立 | 第37-38页 |
| 3.2.2 仿真及测试结果 | 第38-39页 |
| 3.3 单极子天线与微带天线性能测试 | 第39-43页 |
| 3.3.1 高频磁场探头与微波近场的模拟测量原理 | 第39-41页 |
| 3.3.2 微波近场测试 | 第41-43页 |
| 3.3.3 共振信号测试 | 第43页 |
| 3.4 本章小结 | 第43-45页 |
| 4. 系综NV色心自旋态操控时序实现 | 第45-61页 |
| 4.1 系综NV色心自旋态操控平台 | 第45-49页 |
| 4.1.1 实验装置简介 | 第45-48页 |
| 4.1.2 实验平台建立 | 第48-49页 |
| 4.2 软件系统开发 | 第49-55页 |
| 4.2.1 LabVIEW简介 | 第50页 |
| 4.2.2 自旋态操控软件设计 | 第50-55页 |
| 4.3 自旋态操控软件性能测试 | 第55-59页 |
| 4.3.1 荧光采集及微波操控测试 | 第55-58页 |
| 4.3.2 高精度时序输出测试 | 第58-59页 |
| 4.4 本章小结 | 第59-61页 |
| 5. 总结与展望 | 第61-63页 |
| 5.1 本论文工作总结 | 第61-62页 |
| 5.2 进一步的工作建议 | 第62-63页 |
| 参考文献 | 第63-67页 |
| 攻读硕士学位期间所取得的研究成果 | 第67-68页 |
| 致谢 | 第68-70页 |