論文の概要: Master equation-based model for infrared-based magnetometry with nitrogen-vacancy centers in diamond cavities: a path to sub-picotesla sensitivity at sub-millimeter scales
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.05569v2
- Date: Thu, 14 Nov 2024 18:34:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-15 15:22:00.352718
- Title: Master equation-based model for infrared-based magnetometry with nitrogen-vacancy centers in diamond cavities: a path to sub-picotesla sensitivity at sub-millimeter scales
- Title（参考訳）: ダイヤモンドキャビティにおける窒素空孔中心を持つ赤外磁力計のマスター式に基づくモデル:サブミリスケールでのサブピコテトラ感度への道
- Authors: Hadi Zadeh-Haghighi, Omid Golami, Vinaya Kumar Kavatamane, Paul E. Barclay, Christoph Simon,
- Abstract要約: 我々は、赤外線光飽和効果を取り入れた、光学的に検出された磁気共鳴のマスター方程式処理を開発した。
本モデルは, 赤外線を用いたNV中心磁気測定実験と互換性があることが示されている。
我々は, サブミリスケールにおいても, サブピクトテラの次数で感度が得られる可能性を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Our study aims to increase the spatial resolution of high-sensitivity magnetometry based on singlet-transition infrared (IR) absorption using nitrogen-vacancy (NV) centers in diamonds in monolithic cavities, with potential applications in bio-magnetic field detection. We develop a master-equation treatment of optically detected magnetic resonance, incorporating IR light saturation effects. This master equation provides the singlet population, which is then utilized to calculate the reflectivity and ultimately derive the magnetic field sensitivity taking into account photon and spin shot noise. We further show that our model is compatible with experiments of IR-based NV center magnetometry. Through optimization in a high-parameter space, we uncover the potential to achieve sensitivities in the order of sub-pico tesla, even for sub-millimeter scales.
- Abstract（参考訳）: 本研究の目的は,モノリシックキャビティ中のダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心を用いた一重項遷移赤外吸収(IR)に基づく高感度磁気メトリーの空間分解能の向上と生体磁場検出への応用である。
我々は、赤外線光飽和効果を取り入れた、光学的に検出された磁気共鳴のマスター方程式処理を開発した。
このマスター方程式は、光子とスピンショットノイズを考慮して反射率を計算し、最終的に磁場感度を導出するために用いられる一重項密度を与える。
さらに、我々のモデルは、IRベースのNV中心磁気メトリーの実験と互換性があることが示される。
高パラメータ空間での最適化により、サブミリスケールであっても、サブピクトテラの順序で感度を達成する可能性を明らかにする。
関連論文リスト
- Towards high-sensitivity magnetometry with nitrogen vacancy centers in diamond using the singlet infrared absorption [0.0]
室温およびキャビティ無しでの磁気センサ感度の最適化について報告する。
我々は18pT$/sqrtmathrmHz$の感度に達し、以前報告された値を超えた。
また, CVD-Gownダイアモンドに固有の欠陥がHPHTダイアモンドに欠如しており, 励起が測定された一重項吸収信号に影響を与えることを報告した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-28T09:50:40Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - Toward deep-learning-assisted spectrally-resolved imaging of magnetic
noise [52.77024349608834]
本研究では,基礎となるゆらぎ磁場のスペクトル密度を効率的に再構成するディープニューラルネットワークを実装した。
これらの結果は、色中心に基づくナノスケールセンシングとイメージングに機械学習手法を適用する機会を生み出す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-01T19:18:26Z) - 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) - 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) - Magnetic-Field-Dependent Stimulated Emission from Nitrogen-Vacancy
Centres in Diamond [0.0]
ダイヤモンド中の負の荷電窒素空孔中心は、量子磁場センサーを約束している。
レーザーしきい値磁力計は、NV中心のアンサンブル感度を改善するための理論的アプローチである。
高NVドープ・低吸収ダイアモンドゲイン媒体を532nmで励起し,710nmで共鳴シードする超高強度レーザーキャビティを用いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-10T18:48:00Z) - Laser threshold magnetometry using green light absorption by diamond
nitrogen vacancies in an external cavity laser [52.77024349608834]
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、近年、量子センシングにかなりの関心を集めている。
最適密度のNV中心を持つダイヤモンドを用いて,pT/sqrt(Hz)レベルの磁場に対する理論的感度を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-22T18:58:05Z) - Absorptive laser threshold magnetometry: combining visible diamond Raman
lasers and nitrogen-vacancy centres [0.0]
本稿では,ダイヤモンドラマンレーザーを用いた高感度磁気計測手法を提案する。
NV中心の様々な吸収がラマンレーザーの出力をどのように変化させるかを示す。
ダイヤモンドラマンレーザーのしきい値と出力のシフトは、外部磁場とマイクロ波駆動によって起こる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-20T11:40:20Z) - An integrated magnetometry platform with stackable waveguide-assisted
detection channels for sensing arrays [45.82374977939355]
ダイヤモンド表面下数ナノメートルのNV$-$-centerを作成できる新しいアーキテクチャを提案する。
我々は結合効率を実験的に検証し、導波路を通した磁気共鳴信号の検出を示し、磁場と温度センサの第一原理実証実験を行う。
今後,空間的,時間的相関の強い2次元センサアレイの開発が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-04T12:59:29Z) - Absorption-Based Diamond Spin Microscopy on a Plasmonic Quantum
Metasurface [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)センターは、主要な量子センサープラットフォームとして出現している。
プラズモニック量子センシングメタサーフェス(PQSM)は、局在表面プラズモンポラリトン共鳴と長距離レイリー・ウード異常モードを組み合わせたものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-10T04:20:27Z)
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。