論文の概要: Floquet analysis of coherence in periodically driven diamond NV ensemble systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.10452v1
- Date: Tue, 09 Jun 2026 05:58:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-10 15:40:58.342045
- Title: Floquet analysis of coherence in periodically driven diamond NV ensemble systems
- Title（参考訳）: 周期駆動ダイヤモンドNVアンサンブル系におけるコヒーレンスのフロケ解析
- Authors: Cuong M. Nguyen, Uijin Ko, Seong-Joo Lee, Hyeonsu Kim, Hosung Seo, Sangwon Oh,
- Abstract要約: WAHUHA制御は高密度NVアンサンブルの有効不均一な劣化時間を増加させることを示す。
長寿命信号は, 1サイクルユニタリの位相ラップと準エネルギー分岐の折り畳みから生じることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8792811658011567
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: High-density nitrogen-vacancy (NV) ensembles are promising platforms for solid-state quantum sensing, but their performance is limited by dipolar interactions and inhomogeneous dephasing. Periodic decoupling sequences such as Waugh-Huber-Haeberlen (WAHUHA) can extend the observed stroboscopic decay time. However, it remains unclear that a longer effective dephasing time yield improved magnetic-field sensitivity. Here, we show that WAHUHA control increases the effective inhomogeneous dephasing time of a dense NV ensemble from $T_2^\ast$ of 0.9 $μ$s to $T_{2,eff}^\ast$ of 31 $μ$s, while producing little improvement in dc magnetic-field sensitivity. Using detuning-resolved stroboscopic spectroscopy and finite-pulse Floquet analysis, we show that the long-lived signal arises from phase wrapping and quasi-energy branch folding of the one-cycle unitary. These effects reshape the stroboscopic spectrum and suppress the detuning-to-phase transduction slope, $dΦ/dΔ$, which governs the dc magnetic-field response. Our results demonstrate that, under periodic driving, an extended effective dephasing time does not necessarily translate into enhanced dc sensitivity and establish finite-pulse Floquet analysis as a practical framework for evaluating coherence in spin ensembles.
- Abstract（参考訳）: 高密度窒素空孔(NV)アンサンブルは固体量子センシングのための有望なプラットフォームであるが、その性能は双極子相互作用と不均一なデファスティングによって制限される。
Waugh-Huber-Haeberlen (WAHUHA) のような周期的な脱カップリング配列は、観測された分光崩壊時間を延長することができる。
しかし、より有効な脱落時間が磁場感度を向上させるかどうかは不明である。
ここでは、WAHUHA制御は、高密度NVアンサンブルの有効不均質化時間を0.9$μ$sから31$T_{2,eff}^\ast$sまで増加させ、dc磁場感度をほとんど改善しないことを示す。
偏光分解分光法と有限パルスフロケット解析を用いて, 位相ラップと準エネルギー分岐の1サイクル単位の折り畳みから長寿命の信号が生じることを示す。
これらの効果は、分光スペクトルを再構成し、dc磁場応答を制御している縮退と位相変換の傾斜を抑える。
本研究は, 周期駆動下では, 有効劣化時間の延長がdc感度の向上に必ずしも寄与せず, スピンアンサンブルにおけるコヒーレンス評価の実践的枠組みとして有限パルスフロケ解析を確立できることを実証した。
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