論文の概要: Wavelet-based Ramsey magnetometry enhancement of a single NV center in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.18959v2
• Date: Wed, 20 Mar 2024 14:25:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-21 22:27:37.270875
• Title: Wavelet-based Ramsey magnetometry enhancement of a single NV center in diamond
• Title（参考訳）: ウェーブレットをベースとしたラムゼイ磁力計によるダイヤモンド中の単一NV中心の増強
• Authors: Ekrem Taha Güldeste, Ceyhun Bulutay,
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔中心は固体ナノセンシングパラダイムを構成する。 本研究では,光子ショットノイズの抑制に適したウェーブレットデノジング法により強化された単一NV中心のラムゼー直流磁力計を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond constitute a solid-state nanosensing paradigm. Specifically for high-precision magnetometry, the so-called Ramsey interferometry is the prevalent choice where the sensing signal is extracted from time-resolved spin-state-dependent photoluminescence (PL) data. Its sensitivity is ultimately limited by the photon shot noise, which cannot be sufficiently removed by averaging or frequency filtering. Here, we propose Ramsey DC magnetometry of a single NV center enhanced by a wavelet-denoising scheme specifically tailored to suppress photon shot noise. It simply operates as a classical post-processing applied on a collected PL time series. Our implementation is based on a method that we named template margin thresholding which enables not only frequency but also time-dependent denoising. We computationally benchmark its DC magnetic field sensing signal-to-noise-ratio improvement over the raw PL data around an order of magnitude.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は固体ナノセンシングパラダイムを構成する。 特に高精度磁気計測では、ラムゼイ干渉法(ラムゼイ干渉法、Ramsey interferometry)は、時間分解されたスピン状態依存光発光(PL)データからセンシング信号を抽出する一般的な選択法である。 感度は最終的に光子ショットノイズによって制限され、平均や周波数フィルタリングでは十分に除去できない。 本稿では、光子ショットノイズの抑制に特化したウェーブレットデノケーション方式により強化された単一NV中心のラムゼー直流磁力計を提案する。 単に、収集されたPL時系列に適用された古典的な後処理として動作する。 我々の実装は、周波数だけでなく時間依存の分極を可能にするテンプレート・マージン・しきい値法という手法に基づいている。 我々は、その直流磁界検出信号-雑音比改善を、PLデータよりも桁違いに計算的にベンチマークした。

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