論文の概要: Fiber-coupled Diamond Magnetometry with an Unshielded 30 pT/$\sqrt{\textrm{Hz}}$ Sensitivity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.09170v2
• Date: Thu, 23 Mar 2023 11:47:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-03-24 18:00:31.386796
• Title: Fiber-coupled Diamond Magnetometry with an Unshielded 30 pT/$\sqrt{\textrm{Hz}}$ Sensitivity
• Title（参考訳）: 30pT/$\sqrt{\textrm{Hz}}=感度を持つ繊維結合ダイヤモンド磁性体
• Abstract要約: ファイバカップリング型NVC磁力計の感度は (30$pm$10) pT/$sqrttextrmHz$ (10 - 500)-Hz である。 この感度は、比較的高い緑から赤への光子変換効率、[100]バイアス場アライメント、マイクロ波およびロックイン増幅器(LIA)パラメータ最適化、およびバランスの取れた超微細励起スキームによって実現される。 磁力計は、真空ポンプのような源からの信号を最大2m離れたところで検出することができる。
• 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: Ensembles of nitrogen vacancy centres (NVCs) in diamond can be employed for sensitive magnetometry. In this work we present a fiber-coupled NVC magnetometer with an unshielded sensitivity of (30 $\pm$ 10) pT/$\sqrt{\textrm{Hz}}$ in a (10 - 500)-Hz frequency range. This sensitivity is enabled by a relatively high green-to-red photon conversion efficiency, the use of a [100] bias field alignment, microwave and lock-in amplifier (LIA) parameter optimisation, as well as a balanced hyperfine excitation scheme. Furthermore, a silicon carbide (SiC) heat spreader is used for microwave delivery, alongside low-strain $^{12}\textrm{C}$ diamonds, one of which is placed in a second magnetically insensitive fluorescence collecting sensor head for common-mode noise cancellation. The magnetometer is capable of detecting signals from sources such as a vacuum pump up to 2 m away, with some orientation dependence but no complete dead zones, demonstrating its potential for use in remote sensing applications.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔中心(NVC)のアンサンブルは、感度磁力測定に使用できる。 本研究では、(30$\pm$10) pT/$\sqrt{\textrm{Hz}}$(10 - 500)-Hz帯の非シールド感度を有する繊維結合型NVC磁気センサを提案する。 この感度は、比較的高い緑から赤への光子変換効率、[100]バイアス場アライメント、マイクロ波およびロックイン増幅器(LIA)パラメータ最適化、およびバランスの取れた超微細励起スキームによって実現される。 さらに、低ひずみの$^{12}\textrm{C}$ダイヤモンドとともにマイクロ波伝送には炭化ケイ素(SiC)熱スプレッダーが使用され、そのうちの1つが一般的なモードノイズキャンセリングのための第2の磁気非感応性蛍光収集センサヘッドに配置されている。 磁力計は、真空ポンプのような源からの信号を最大2m離れた方向で検出できるが、完全なデッドゾーンは存在せず、リモートセンシングでの使用の可能性を示している。

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