論文の概要: Portable Vector NV-Diamond Magnetometer for Shot-Noise-Limited, Drift-Free Operation in Unshielded Environments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.16901v1
• Date: Tue, 15 Sep 2026 09:33:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-16 14:56:08.434178
• Title: Portable Vector NV-Diamond Magnetometer for Shot-Noise-Limited, Drift-Free Operation in Unshielded Environments
• Title（参考訳）: 非シールド環境におけるショットノイズリミット・ドリフトフリー動作のための携帯型ベクトルNV-ダイアモンド磁力計
• Abstract要約: 時間スケールでNVマグネトメトリーの安定性を実現するための統合ディジタルアーキテクチャを提案する。 相関レーザノイズを抑制するためのダイナミックディファレンシャル・リードアウト連続蛍光および基準チャネル 第2微分ローレンツ線形状追跡法は、利得の遅い変化と光励起による傾斜変動のその場補正を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Ensemble nitrogen-vacancy (NV) diamond magnetometers combine high sensitivity with vector-field reconstruction, but practical deployment is limited by errors arising from high-frequency laser noise during short-duration operations and slow-varying gain fluctuations and offset drift during long-term operation. Here, we present an integrated digital architecture for achieving NV magnetometry stability across distinct timescales. A dynamic differential readout continuously balances fluorescence and reference channels to suppress correlated laser noise. Second-derivative Lorentzian lineshape tracking enables in-situ correction of slope variations arising from slow changes in gain and optical excitation. We further identify temperature-induced bias-magnet fluctuations as a dominant source of long-term drift and introduce a magnetic eigenvector transformation that uses the intrinsic response of NV resonances to eliminate these variations. We show, under unshielded ambient conditions, that this architecture achieves an off-resonance noise factor of 1.0 $\pm$ 0.1, matching the fundamental limit with ten-fold suppression of long-term drift, enabling stable, field-ready quantum magnetometry.
• Abstract（参考訳）: アンサンブル窒素空洞(NV)ダイヤモンド磁力計は高感度とベクトル場再構成を併用するが、短期運転中の高周波レーザノイズによる誤差や長期運転時の利得変動やオフセットドリフトによって実際の展開は制限される。 本稿では,異なる時間スケールでNVマグネトメトリーの安定性を実現するための統合ディジタルアーキテクチャを提案する。 動的微分読み出しは、蛍光と基準チャネルを連続的にバランスさせ、相関レーザノイズを抑制する。 第2微分ローレンツ線形状追跡法は、利得の遅い変化と光励起による傾斜変動のその場補正を可能にする。 さらに, 温度依存性のバイアス-マグネット変動を長期ドリフトの主原因として同定し, NV共鳴の固有応答を用いた磁気固有ベクトル変換を導入して, 変動を排除した。 この構造は, 長期ドリフトの10倍の抑制と基本的限界を一致させ, 安定で磁場対応の量子磁気学を可能にした。

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