論文の概要: Heterodyne Sensing of Microwaves with a Quantum Sensor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.10068v1
- Date: Sun, 23 Aug 2020 16:38:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-05 04:09:52.238293
- Title: Heterodyne Sensing of Microwaves with a Quantum Sensor
- Title（参考訳）: 量子センサを用いたマイクロ波のヘテロダインセンシング
- Authors: Jonas Meinel, Vadim Vorobyov, Boris Yavkin, Durga Dasari, Hitoshi
Sumiya, Shinobu Onoda, Junichi Isoya, J\"org Wrachtrup
- Abstract要約: ダイヤモンド量子センサは、スピン遷移に共鳴する弱いマイクロ波磁場に敏感である。
本稿では,マイクロ波(MW)のヘテロダイン検出法について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Diamond quantum sensors are sensitive to weak microwave magnetic fields
resonant to the spin transitions. However the spectral resolution in such
protocols is limited ultimately by sensor lifetime. Here we demonstrate a
heterodyne detection method for microwaves (MW) leading to a lifetime
independent spectral resolution in the GHz range. We reference the MW-signal to
a local oscillator by generating the initial superposition state from a
coherent source. Experimentally we achieve a spectral resolution below $1\
\rm{Hz}$ for a $4\ \rm{GHz}$ signal far below the sensor lifetime limit of
kilohertz. Furthermore we show control over the interaction of the MW-field
with the two level system by applying dressing fields, pulsed Mollow absorption
and Floquet dynamics under strong longitudinal radio frequency drive. While
pulsed Mollow absorption leads to highest sensitivity, the Floquet dynamics
allows robust control independent from the systems resonance frequency. Our
work is important for future studies in sensing weak microwave signals in wide
frequency range with high spectral resolution.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド量子センサは、スピン遷移に共鳴する弱いマイクロ波磁場に敏感である。
しかし、そのようなプロトコルのスペクトル分解能は最終的にセンサー寿命によって制限される。
本稿では,マイクロ波(MW)のヘテロダイン検出法について述べる。
我々はMW信号をコヒーレント音源から初期重畳状態を生成することで局所振動子に参照する。
実験的に、klhertzのセンサー寿命限界よりはるかに低い$4\ \rm{GHz}$信号に対して、$1\ \rm{Hz}$以下のスペクトル分解能を得る。
さらに, ドレッシング場, パルスモロー吸収, フロケダイナミクスを強い縦波駆動下で適用することにより, MWフィールドと2レベルシステムとの相互作用の制御を示す。
パルスモロー吸収は高い感度をもたらすが、フロケダイナミクスは系共鳴周波数から独立して堅牢な制御を可能にする。
我々の研究は、スペクトル分解能の高い広帯域の弱いマイクロ波信号を検知する研究に重要である。
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