若把（bǎ）自（zì）旋（xuán）磁矩（jǔ）不等於（yú）零（líng）的（de）物質放到靜磁場 H 中 , 由於磁場（chǎng） H 與自旋磁矩的相互作用 , 使原子能級產生分裂 , 這種分裂稱為塞曼 ( Zeeman) 分裂 . 在塞曼磁能級之間產生的受激躍遷稱為磁共振。
拉比振蕩
激光脈（mò）衝打入物質中引起介質上下（xià）能級粒子數周期性反轉的現象成為拉比（bǐ）振蕩，振蕩頻率稱為拉比頻率，此過程發生的前提條件是脈衝時間小於介質的馳豫時間（jiān），且不考慮阻尼。這樣可以理解為粒子的激發態壽命大於脈衝的作（zuò）用時間。
ODMR 技術
光 探 測 磁 共 振（Optically Detected Magnetic Resonance，ODMR）是指原子（zǐ）、分子的光學頻率（lǜ）的（de）共振與射頻或（huò）微（wēi）波頻率的磁共振同時發生的雙共振現象，用 ODMR 記錄的是磁共振態時對光響應的變化。ODMR 具有高（gāo）靈敏度和高分（fèn）辨率等優勢（shì），與熒光、拉曼（màn）、圓二色性及（jí）閃光光解等實（shí）驗技術有機地結合（hé）起來（lái） , 成（chéng）為研究生（shēng）物大分子（分子量從幾千到（dào）幾百萬）的能態、結構與過程的（de）有力（lì）手段。
利用金剛石氮 - 空位（NV）色心作為納米（mǐ）尺度的“量子探針”，結合 ODMR 技術，可以（yǐ）實現納米級的高空間分辨以及單電子自（zì）旋甚至是單個（gè）核自（zì）旋的超高探測靈敏度，是一種新型的微觀磁共振技術。其原理是（shì）通過連續激光來極化 NV 色心至某一初始（shǐ）態，然後通過脈衝式微波操控量子態，最後用激光極化 NV 色心的同時通過統計熒光光子的計數（shù）來判斷 NV 色心當前所處的量子（zǐ）態，利用單自旋體係對外界（jiè）環境的敏感性從而得到樣品的相（xiàng）關屬性。目前，該技術（shù）被廣泛應用於納米到（dào）微米尺度的弱磁場測量及電子自旋和核自旋的探（tàn）測，以及高空間分辨和高靈（líng）敏度（dù）的磁成（chéng）像。
係統方案配置與選型
北京www.91光儀器有限公司結合多年的光電係統研製經驗，全新推出（chū）基於金剛（gāng）石 NV 色心的 ODMR 與反聚束測（cè）試技術的測試係統，可實現 ODMR 測試、光子反聚束測量等功能。
係統（tǒng）以金剛石 NV 色心為測試對（duì）象，首先利用高性能顯（xiǎn）微光路係統定位（wèi）其在金剛石中的具體位置；進而應用 ODMR 技術對 NV 色心的ODMR 光譜進行測試，得到塞曼分裂譜（pǔ）。激光（guāng）照射和激發 NV 色心即可將 NV 色心調（diào）控到基態自旋態 |0>，而同步使用（yòng）共振微波（bō）脈（mò）衝（脈衝寬度半個拉比周期（qī），即（jí） π 脈衝）輻射則可以將（jiāng）之調控到（dào） |1> 或 |-1> 從而實現磁共振（zhèn）的操控。利用金剛石中的這種氮 - 空穴自旋能級受塞曼效應的影響，可獲得周圍（wéi）磁場的信息（xī）。在激光激（jī）發過程中依賴於自旋能級的熒光信號強度被用來推斷自（zì）旋能級的布居。從而 NV色心基態的自旋能級結構（gòu）可以使（shǐ）用光泵磁共振技術進行探測。由於自旋能級間（jiān）的能量間隙取決於磁場強度，所以可以通過測量共振微波的頻（pín）率來測量磁場。
利用 HBT(HanduryBrown-Twiss) 實驗得到二階自（zì）相幹函數，確定是單個 NV 色心，或是多（duō）個色心的係綜發光。最後，對於單（dān）一（yī） NV 色心實施量子調控，獲得拉比振（zhèn）蕩、自由弛豫衰減、哈恩回波實驗數據。
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