系综NV色心磁噪声抑制关键技术研究

发布时间：2025-07-21 20:10

　　金刚石氮空位（NV）色心由于其高灵敏度与高空间分辨率的特点,可以将固态自旋信号实时检测技术应用到系综NV色心磁强计。近年来研究发现,NV色心浓度、自旋状态、相干时间以及荧光收集效率是系综NV色心磁噪声测量的关键因素,因此,本文主要针对固态电子自旋NV色心系综磁强计DC磁噪声测量和AC磁噪声测量两种方法展开深入研究。主要研究内容如下:1.为了实现固态电子自旋磁测量,以产生高精度同步时序脉冲为研究目标,通过自主搭建的共聚焦光学平台,结合系统软件,设计了基于Labview和spincore的脉冲序列发生模块和数据采集、存储、运算模块,实现了不同仪器间的同步运行。2.为了提高DC磁场散粒噪声极限,提出了一种（110）面偏置磁场CW-ODMR谱优化方法,得到最优散粒噪声极限为557 pT（?） ,磁噪声功率谱密度为4.3 nT（?） 。利用双路微波调控模块,增加Rabi振荡信号对比度,提高系综NV色心电子自旋利用率。3.设计了实现自旋调控实验的脉冲序列,结合软硬件系统,测量了系综NV色心拉比振荡周期为193.7ns,另外,通过Spin Echo自旋回波脉冲序列实验测试了退相干时间T₂

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1单个NV色心缺陷的ODMR谱[18]

中北大学学位论文21.2NV色心磁噪声测量研究现状1.2.1DC磁噪声测量研究现状利用CW-ODMR检测DC磁场噪声是一种非常普遍使用的方法，Dréau,A.等人在2011年提出了CW-ODMR散粒噪声理论，利用CW-ODMR技术检测单个NV色心得到NV磁力计的散粒噪声极限为2μ....

图1-2单个NV色心DC磁噪声优化[18]

中北大学学位论文3图1-2单个NV色心DC磁噪声优化[18]Figure1-2DCmagneticsensitivityoptimizationofasingleNVcolorcenter[18]2011年，RolfSimonSchoenfeld等人首次提出利用CW-ODMR技术....

图1-3微波调剂解调技术原理图[24]

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图1-3微波调剂解调技术矢量磁探测[24]

中北大学学位论文44.6±0.3nT/Hz，这在检测器中是前所未有的，其有效体积为10μm3。图1-3微波调剂解调技术矢量磁探测[24]Figure1-3Microwavemodulationdemodulationtechnologyvectormagneticdetectio....

本文编号：4058315