論文の概要: Frequency-tunable magnetic field sensing using continuous-wave optically
detected magnetic resonance with nitrogen-vacancy centers in diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.12141v1
- Date: Sat, 20 May 2023 08:48:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-24 00:28:54.391310
- Title: Frequency-tunable magnetic field sensing using continuous-wave optically
detected magnetic resonance with nitrogen-vacancy centers in diamond
- Title（参考訳）: 連続波光検出磁気共鳴によるダイヤモンド中の窒素空孔中心の周波数可変磁界検出
- Authors: Ryusei Okaniwa, Takumi Mikawa, Yuichiro Matsuzaki, Tatsuma Yamaguchi,
Rui Suzuki, Norio Tokuda, Hideyuki Watanabe, Norikazu Mizuochi, Kento Sasaki,
Kensuke Kobayashi, and Junko Ishi-Hayase
- Abstract要約: CW-ODMRに基づく周波数可変磁界センサの提案と実演を行う。
本手法の感度は従来の方法と同等かそれ以上と推定される。
我々のCW-ODMRに基づく周波数可変磁界センサは、ダイヤモンドデバイスにおける新しい応用の道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.15274583259797847
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The nitrogen-vacancy (NV) center is a promising candidate to realize
practical quantum sensors with high sensitivity and high spatial resolution,
even at room temperature and atmospheric pressure. In conventional
high-frequency AC magnetometry with NV centers, the setup requires a pulse
sequence with an appropriate time synchronization and strong microwave power.
To avoid these practical difficulties, AC magnetic field sensing using
continuous-wave opticallydetected magnetic resonance (CW-ODMR) was recently
demonstrated. That previous study utilized radio frequency (RF) dressed states
generated by the coherent interaction between the electron spin of the NV
center and the RF wave. However, the drawback of this method is that the
detectable frequency of the AC magnetic fields is fixed. Here, we propose and
demonstrate frequency-tunable magnetic field sensing based on CW-ODMR. In the
new sensing scheme, we obtain RF double-dressed states by irradiation with a RF
field at two different frequencies. One creates the RF dressed states and
changes the frequency of the target AC field. The other is a target AC field
that induces a change in the CW-ODMR spectrum by generating the RF
double-dressed states through coherent interaction with the RF dressed states.
The sensitivity of our method is estimated to be comparable to or even higher
than that of the conventional method based on a RF field with a single
frequency. The estimated bandwidth is 7.45 MHz, higher than that of the
conventional method using the RF dressed states. Our frequency-tunable magnetic
field sensor based on CW-ODMR paves the way for new applications in diamond
devices.
- Abstract（参考訳）: 窒素空孔(NV)中心は、室温や大気圧でも高感度で高空間分解能の実用的な量子センサーを実現するために有望な候補である。
NV中心を持つ従来の高周波交流磁力計では、適切な時間同期と強いマイクロ波パワーを持つパルスシーケンスを必要とする。
このような現実的な困難を避けるため, 連続波光検出磁気共鳴(CW-ODMR)を用いた交流磁界センサが最近実証された。
前回の研究では、NV中心の電子スピンとRF波のコヒーレント相互作用によって生じる高周波(RF)の服装状態を利用した。
しかし、この方法の欠点は交流磁界の検出周波数が固定されていることである。
本稿では,CW-ODMRに基づく周波数可変磁界センサを提案する。
新しいセンシング方式では、RF磁場を2つの異なる周波数で照射することにより、RF二重装束状態を得る。
RF装束状態を生成し、ターゲットACフィールドの周波数を変更する。
もう一つは、RF装束状態とのコヒーレント相互作用によってRF二重装束状態を生成することにより、CW-ODMRスペクトルの変化を誘導するターゲット交流場である。
本手法の感度は, 単一周波数のRF場に基づく従来手法の感度と同等かそれ以上と推定される。
推定帯域幅は7.45MHzであり、RF装束状態を用いた従来の手法よりも高い。
CW-ODMRに基づく周波数可変磁界センサは、ダイヤモンドデバイスにおける新しい応用の道を開く。
関連論文リスト
- Extending Radiowave Frequency Detection Range with Dressed States of Solid-State Spin Ensembles [0.0]
固体スピン欠陥を用いた量子センサは、高周波磁場の検出に優れる。
PDDプロトコルは一般的に適用され、RF信号に対する感度を高める。
連続的動的デカップリングスキームに基づく代替手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-19T17:35:55Z) - High angular momentum coupling for enhanced Rydberg-atom sensing in the
VHF band [33.45861095003339]
この手紙は、超高周波(VHF)バンドにおける海上航行に使用される自動識別システム(AIS)から波形を収集・処理するための、ライドバーグ原子センサーによる一連の実験を記述している。
本稿では,HMMER(High Angular Momentum Matching Excited Raman)と呼ばれる新しい手法を用いて,低周波検出を向上し,従来のAC Stark効果よりも優れた感度を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-03T05:53:54Z) - Frequency limits of sequential readout for sensing AC magnetic fields
using nitrogen-vacancy centers in diamond [0.0]
周波数関数としての交流磁場の感度を逐次読み出し法を用いて検討した。
ほぼ最適周波数の1MHzでは,XY4-(4) DDシーケンスを用いて最大感度229 pT/$sqrtmathrmHz$に達した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-21T03:17:38Z) - Electron-spin double resonance of nitrogen-vacancy centers in diamond
under strong driving field [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、量子センシングや量子シミュレーションなどの応用に適するため、研究の焦点となっている。
近年、NV中心の電子スピン二重共鳴(ESDR)は、連続波光検出磁気共鳴による高周波(RF)磁場の検出に利用されてきた。
本研究では,Floquet理論を用いて,強いRF場下でのESDRスペクトルの理論的および実験的解析を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-07T12:56:01Z) - Measuring the magnon-photon coupling in shaped ferromagnets: tuning of
the resonance frequency [50.591267188664666]
キャビティ光子と強磁性スピンの励起は ハイブリッドアーキテクチャで情報交換できる
速度向上は通常、電磁キャビティの幾何学を最適化することで達成される。
強磁性体の基本周波数を設定することにより、強磁性体の幾何学も重要な役割を果たすことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-08T11:28:31Z) - Temperature Sensing with RF-Dressed States of Nitrogen-Vacancy Centers
in Diamond [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)センターは、センシティブな温度センサーを実現するための有望なシステムである。
逆磁場下での高周波(RF)磁場にdressした量子状態のCW-ODMRを用いた新しい温度測定法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-14T05:38:22Z) - DC Quantum Magnetometry Below the Ramsey Limit [68.8204255655161]
従来の$Tast$-limited dcマグネトメトリーの感度を超えるdc磁場の1桁以上の量子センシングを実証する。
スピンコヒーレンス時間に匹敵する周期で回転するダイヤモンド中の窒素空孔中心を用い, 磁気感度の計測時間と回転速度依存性を特徴づけた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-27T07:32:53Z) - Investigation and comparison of measurement schemes in the low frequency
biosensing regime using solid-state defect centers [58.720142291102135]
ダイヤモンドの固体欠陥は、高い感度と時間分解能を持つ有望な量子センサーを作る。
不均質な拡張と駆動振幅の変動は、使用したセンシング方式によって感度に異なる影響を及ぼした。
連続波(CW)光磁気共鳴(ODMR)分光法, πパルスODMR法, ラムゼー干渉法に基づくスキームの予測感度を数値解析し, 比較した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-27T13:05:23Z) - Frequency fluctuations of ferromagnetic resonances at milliKelvin
temperatures [50.591267188664666]
ノイズはデバイスの性能、特に量子コヒーレント回路に有害である。
最近の研究は、超伝導量子ビットへの単一のマグノンをベースとした量子技術にマグノンシステムを活用するためのルートを実証している。
時間的挙動を研究することは、基礎となるノイズ源を特定するのに役立つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-14T08:00:37Z) - Surpassing the Energy Resolution Limit with ferromagnetic torque sensors [55.41644538483948]
標準量子限界における熱力学ノイズと機械的検出ノイズを考慮した最適磁場分解能の評価を行った。
近年の文献で指摘されているエネルギー分解限界(ERL, Energy Resolution Limit)は, 桁違いに超えることがある。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-29T15:44:12Z) - Ferromagnetic Gyroscopes for Tests of Fundamental Physics [49.853792068336034]
強磁性ジャイロスコープ(英: ferromagnetic gyroscope、FG)は、強磁性体で、角運動量が電子スピンの偏極によって支配され、外部トルクの作用の下で進行する。
我々はFGの力学と感度をモデル化し、実験的な実現のための実践的なスキームに焦点をあてる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-17T07:13:50Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。