論文の概要: Diamond-on-chip infrared absorption magnetic field camera

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.00854v1
• Date: Mon, 4 Dec 2023 14:09:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-15 12:28:45.429063
• Title: Diamond-on-chip infrared absorption magnetic field camera
• Title（参考訳）: ダイヤモンドオンチップ赤外吸収磁界カメラ
• Authors: Julian M. Bopp, Hauke Conradi, Felipe Perona, Anil Palaci, Jonas Wollenberg, Thomas Flisgen, Armin Liero, Heike Christopher, Norbert Keil, Wolfgang Knolle, Andrea Knigge, Wolfgang Heinrich, Moritz Kleinert, Tim Schr\"oder
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔センターは、環境条件下でのこのようなセンシングタスクの主導的なプラットフォームである。 優れた感度と高空間分解能の一体化に関する現在の研究は、走査法や撮像法により容易である。 本研究では,空間分解磁界センサと統合磁界カメラを用いた2次元グラディオメトリーの新たな概念を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Integrated and fiber-packaged magnetic field sensors with a sensitivity sufficient to sense electric pulses propagating along nerves in life science applications and with a spatial resolution fine enough to resolve their propagation directions will trigger a tremendous step ahead not only in medical diagnostics, but in understanding neural processes. Nitrogen-vacancy centers in diamond represent the leading platform for such sensing tasks under ambient conditions. Current research on uniting a good sensitivity and a high spatial resolution is facilitated by scanning or imaging techniques. However, these techniques employ moving parts or bulky microscope setups. Despite being far developed, both approaches cannot be integrated and fiber-packaged to build a robust, adjustment-free hand-held device. In this work, we introduce novel concepts for spatially resolved magnetic field sensing and 2-D gradiometry with an integrated magnetic field camera. The camera is based on infrared absorption optically detected magnetic resonance (IRA-ODMR) mediated by perpendicularly intersecting infrared and pump laser beams forming a pixel matrix. We demonstrate our 3-by-3 pixel sensor's capability to reconstruct the position of an electromagnet in space. Furthermore, we identify routes to enhance the magnetic field camera's sensitivity and spatial resolution as required for complex sensing applications.
• Abstract（参考訳）: 生命科学の応用において神経に沿って伝播する電気パルスを感知するのに十分な感度を持ち、その伝播方向を解決できる空間分解能を持つ集積・ファイバ充填磁場センサは、医療診断だけでなく、神経プロセスを理解する上でも大きな一歩を踏み出します。 ダイヤモンドの窒素空洞センターは、環境条件下でこのようなセンシングタスクのための主要なプラットフォームである。 優れた感度と高空間分解能の一体化に関する現在の研究は、走査法や撮像法により容易である。 しかし、これらの技術は可動部やかさばる顕微鏡装置を用いる。 開発が進んでいるにもかかわらず、どちらのアプローチも統合できず、ファイバパックで堅牢で調整不要なハンドヘルドデバイスを作ることはできない。 本研究では,空間分解磁界センサと2次元グラディオメトリーを統合磁界カメラで実現するための新しい概念を紹介する。 赤外線光検出磁気共鳴(IRA-ODMR)に基づいて、赤外線とポンプレーザを垂直に交差させて画素マトリックスを形成する。 宇宙における電磁石の位置を再構成する3-by-3ピクセルセンサの能力を示す。 さらに,複雑なセンサ応用に必要な磁場カメラの感度と空間分解能を高めるための経路を同定する。

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