論文の概要: Fiber-integrated NV Magnetometer with Microcontroller-based Software Lock-in Technique
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.01996v1
- Date: Thu, 02 Oct 2025 13:18:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-03 21:54:12.836179
- Title: Fiber-integrated NV Magnetometer with Microcontroller-based Software Lock-in Technique
- Title（参考訳）: マイクロコントローラを用いたソフトウェアロックイン技術を用いたファイバ集積型NV磁力計
- Authors: Qilong Wu, Xuan-Ming Shen, Yuan Zhang, Ying-Geng Shan, Hui-Hui Yu, Jing-Hao Zhang, Jiahui Chen, Yan Wang, Xun Yang, Yong-Zhi Tian, Lijun Wang, Chong-Xin Shan,
- Abstract要約: 我々は、ファイバ集積型NV磁力計を作製し、低コストのマイクロコントローラベースのソフトウェアロックイン技術を開発した。
我々は93nT/Hz1/2の感度で弱磁場の検出を実現した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.991931539644327
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Fiber-integrated nitrogen-vacancy (NV) magnetometers possess high sensitivity, integration, and flexibility, and thus have been explored extensively for industrial applications. While most studies have focused on the optimization of the quantum sensing head, less attention has been paid to the frequently employed professional, expensive, and bulky electronics, which hinder their practical applications. In this article, we fabricate a fiber-integrated NV magnetometer and develop a low-cost microcontroller-based software lock-in technique. In this technique, a microcontroller coordinates efficiently a microwave source chip and an analog-to-digital converter, and a program mimicking the lock-in mechanism realizes microwave frequency-modulated optically detected magnetic resonance of NV centers. As a result, with our setup and technique, we have realized the detection of weak magnetic field with a sensitivity of 93 nT/Hz^{1/2}, which is comparable to what obtained with bulky and professional devices. Furthermore, we demonstrated real-time magnetic field detection, achieving a standard deviation of 488 nT. Our work provides a novel and cost-effective technique for electronic miniaturization, thereby potentially accelerating the industrial application of NV magnetometers.
- Abstract（参考訳）: 繊維集積型窒素空洞磁力計(NV)は高い感度、統合性、柔軟性を有しており、工業用途に広く研究されている。
ほとんどの研究は量子センシングヘッドの最適化に焦点を合わせてきたが、職業的、高価で、かさばる電子機器にはあまり注意が払われておらず、実用的応用を妨げている。
本稿では、ファイバ集積型NV磁力計を作製し、低コストマイクロコントローラベースのソフトウェアロックイン技術の開発を行う。
マイクロコントローラはマイクロ波源チップとアナログ・デジタルコンバータを効率よくコーディネートし、ロックイン機構を模倣するプログラムはマイクロ波周波数変調光検出されたNV中心の磁気共鳴を実現する。
その結果,我々は,弱磁場の検出を93nT/Hz^{1/2}の感度で実現した。
さらに, 488 nTの標準偏差を達成し, 実時間磁場検出を実証した。
本研究は,NV磁気センサの産業応用を加速させるため,電子化のための新規で費用対効果の高い技術を提供する。
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