論文の概要: Laser threshold magnetometry using green light absorption by diamond
nitrogen vacancies in an external cavity laser
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.09277v1
- Date: Fri, 22 Jan 2021 18:58:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-14 06:19:55.204149
- Title: Laser threshold magnetometry using green light absorption by diamond
nitrogen vacancies in an external cavity laser
- Title（参考訳）: ダイヤモンド窒素空孔による外空洞レーザーの緑色吸収を利用したレーザーしきい値磁力測定
- Authors: James L. Webb, Andreas F. L. Poulsen, Robert Staacke, Jan Meijer,
Kirstine Berg-S{\o}rensen, Ulrik Lund Andersen, Alexander Huck
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、近年、量子センシングにかなりの関心を集めている。
最適密度のNV中心を持つダイヤモンドを用いて,pT/sqrt(Hz)レベルの磁場に対する理論的感度を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 52.77024349608834
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Nitrogen vacancy (NV) centers in diamond have attracted considerable recent
interest for use in quantum sensing, promising increased sensitivity for
applications ranging from geophysics to biomedicine. Conventional sensing
schemes involve monitoring the change in red fluorescence from the NV center
under green laser and microwave illumination. Due to the strong fluorescence
background from emission in the NV triplet state and low relative contrast of
any change in output, sensitivity is severely restricted by a high optical shot
noise level. Here, we propose a means to avoid this issue, by using the change
in green pump absorption through the diamond as part of a semiconductor
external cavity laser run close to lasing threshold. We show theoretical
sensitivity to magnetic field on the pT/sqrt(Hz) level is possible using a
diamond with an optimal density of NV centers. We discuss the physical
requirements and limitations of the method, particularly the role of amplified
spontaneous emission near threshold and explore realistic implementations using
current technology.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンドの窒素空白(nv)中心は、最近の量子センシング利用の関心を惹きつけており、地球物理学からバイオメディシンまで幅広い応用の感度を高めている。
従来のセンシング方式では、グリーンレーザーとマイクロ波照明の下でNV中心からの赤色蛍光の変化を監視する。
nv三重項状態における発光からの強い蛍光背景と、出力変化に対する相対コントラストが低いため、高い光ショットノイズレベルによって感度が厳しく制限される。
そこで本研究では,発振しきい値に近い半導体外部キャビティレーザの一部としてダイヤモンドを通したグリーンポンプ吸収の変化を用いて,この問題を回避する手法を提案する。
最適密度のNV中心を持つダイヤモンドを用いて,pT/sqrt(Hz)レベルの磁場に対する理論的感度を示す。
本稿では,本手法の物理的要件と限界,特に閾値付近での増幅自然放出の役割について論じ,現在の技術を用いた現実的な実装を探求する。
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