論文の概要: All-Optical Photoluminescence Spectra of Nitrogen-Vacancy Ensembles in Diamond at Low Magnetic Fields
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.11943v1
- Date: Mon, 17 Feb 2025 15:56:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-18 14:10:11.238022
- Title: All-Optical Photoluminescence Spectra of Nitrogen-Vacancy Ensembles in Diamond at Low Magnetic Fields
- Title（参考訳）: 低磁場下におけるダイヤモンド中の窒素原子価アンサンブルの全光発光スペクトル
- Authors: Xiechen Zheng, Jeyson Támara-Isaza, Zechuan Yin, Johannes Cremer, John W. Blanchard, Connor A. Hart, Michael Crescimanno, Paul V. Petruzzi, Matthew J. Turner, Ronald L. Walsworth,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心を用いた全光学(AO)非マイクロ波磁気測定は、広い試料との互換性と実験の複雑さの低減により魅力的である。
pm濃度のNVアンサンブルダイヤモンドを用いた低磁場下での室温AOフォトルミネッセンス(PL)について検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5617572524191751
- License:
- Abstract: All-optical (AO), microwave-free magnetometry using nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond is attractive due to its broad sample compatibility and reduced experimental complexity. In this work, we investigate room-temperature AO photoluminescence (PL) at low magnetic fields (<2 mT) using diamonds with NV ensembles at ppm concentrations. Measured AO-PL contrast features as a function of applied magnetic field magnitude and direction are correlated with near-degenerate NV electronic spin and hyperfine transitions from different NV orientations within the diamond host. Reasonable agreement is found between low-field AO-PL measurements and model-based simulations of the effects of resonant dipolar interactions between NV centers. Maximum observed AO-PL contrast depends on both NV concentration and laser illumination intensity at 532 nm. These results imply different optimal conditions for low-field AO NV sensing compared to conventional optically detected magnetic resonance (ODMR) techniques, suggesting new research and application opportunities using AO measurements with lower system complexity, size, weight, and power.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心を用いた全光学(AO)非マイクロ波磁気測定は、広い試料との互換性と実験の複雑さの低減により魅力的である。
pm濃度のNVアンサンブルを持つダイヤモンドを用いた低磁場((<2 mT)における室温AO発光(PL)について検討した。
印加磁場の大きさと方向の関数としてのAO-PLコントラスト特性は、ダイヤモンドホスト内の異なるNV配向からの近縮退NV電子スピンと超微細遷移と相関する。
低磁場AO-PL測定とモデルに基づくNV中心間の共振双極子相互作用の効果のシミュレーションの間には、共振性な一致が見られる。
観測された最大AO-PLコントラストは、532nmのNV濃度とレーザー照射強度に依存する。
これらの結果は、従来の光検出磁気共鳴(ODMR)技術と比較して、低磁場AONVセンシングの最適条件が異なることを示唆し、システム複雑性、サイズ、重量、パワーの低いAO測定を用いた新しい研究と応用の機会を示唆している。
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