論文の概要: Online optimization for optical readout of a single electron spin in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.09214v1
• Date: Mon, 19 Dec 2022 02:06:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 07:42:56.626610
• Title: Online optimization for optical readout of a single electron spin in diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中の単一電子スピンの光読み出しのオンライン最適化
• Authors: Xue Lin, Jingwei Fan, Runchuan Ye, Mingti Zhou, Yumeng Song, Dawei Lu, Nanyang Xu
• Abstract要約: 読み出しのためのレーザ波形をカスタマイズするオンライン最適化手法を提案する。 光スピン読み出しのSNRは44.1%の増大が見られた。 このスキームは、将来、幅広いNVベースのアプリケーションに対する感度を向上させることを約束している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.847282439998885
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The nitrogen-vacancy (NV) center in diamond has been developed as a promising platform for quantum sensing, especially for magnetic field measurements in the nano-tesla range with a nanometer resolution. Optical spin readout performance has a direct effect on the signal-to-noise ratio (SNR) of experiments. In this work, we introduce an online optimization method to customize the laser waveform for readout. Both simulations and experiments reveal that our new scheme optimizes the optically detected magnetic resonance in NV center. The SNR of optical spin readout has been witnessed a 44.1% increase in experiments. In addition, we applied the scheme to the Rabi oscillation experiment, which shows an improvement of 46.0% in contrast and a reduction of 12.1% in mean deviation compared to traditional constant laser power SNR optimization. This scheme is promising to improve sensitivities for a wide range of NV-based applications in the future.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンドの窒素空洞(nv)中心は量子センシングの有望なプラットフォームとして開発され、特にナノメートルの解像度でナノテスラ帯の磁場測定のために開発された。 光スピン読み出し性能は、実験の信号対雑音比(SNR)に直接的な影響を及ぼす。 本研究では,レーザ波形を読み取り用にカスタマイズするオンライン最適化手法を提案する。 シミュレーションと実験により,nv中心の光検出磁気共鳴を最適化した新しい手法が得られた。 光スピン読み出しのSNRは44.1%の増大が見られた。 また,Rabi発振実験にも適用し,従来の定常レーザーパワーSNRの最適化に比べて46.0%,平均偏差12.1%の低減効果を示した。 このスキームは、将来幅広いNVベースのアプリケーションに対する感度を向上させることを約束している。

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