一种提高量子磁检测灵敏度的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种提高量子磁检测灵敏度的优化方法，包括以下步骤：S1：采用高斯整形脉冲微波照射金刚石样品中的NV色心；S2：降低量子精密测量中由于NV色心耦合效应和边带激发带来的实验误差；S3：优化量子磁检测精确度和灵敏度。相比于现有技术，本发明专利技术的有益效果在于：本方案所用高斯整形脉冲通过任意波形发生器(AWG)对微波波形、激光光源和APD采集卡进行编写，与普通的CW脉冲和RP脉冲方法相比，降低了NV色心在量子精密测量时带来的耦合效应和边带激发，提高了测量精度和传感器灵敏度；增强了传感器精确度和灵敏度，为后续检测和操控提供了良好基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子精密测量，尤其涉及提高量子磁检测灵敏度的优化方法。

技术介绍

1、金刚石nv色心是近年发现的具有优良微观性质量子体系，由于其特殊性质，在室温下即可观察到零声子线(zpl)。

2、由于nv色心的光激发-发射循环过程中会将部分激光能量转移到声子中并加热金刚石基体。同时在系综nv色心中存在少量顺磁杂质，在进行odmr检测时会导致杂质被同步激发，造成边带激发效应，影响传感器灵敏度。

3、这些所谓不可避免的问题可以通过一种称为脉冲量子滤波(pqf)技术的方法来解决，该技术结合了脉冲光学探测磁共振(rp-odmr)和脉冲整形技术。

4、脉冲整形技术是一种先进的脉冲整形技术，在pqf中发挥着重要作用，不同形状的脉冲具有不同的特性，如频带选择性，自聚焦行为，鲁棒性和过渡区。如今，这些特殊性质已被广泛应用于执行高分辨率量子成像和高保真量子操作。

5、有鉴于此，需要降低金刚石边带激发对量子精密测量的影响,从而有利于在磁场探测、温度测量或原子惯性测量中更好地和更有效率地利用金刚石nv色心进行操控和检测。

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【技术保护点】

1.一种提高量子磁检测灵敏度的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的提高量子磁检测灵敏度的优化方法，其特征在于，在步骤S1中，所述高斯整形脉冲具有以下函数表达式

3.根据权利要求2所述的提高量子磁检测灵敏度的优化方法，其特征在于，用于步骤S3中，具体还包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的提高量子磁检测灵敏度的优化方法，其特征在于，在步骤S3中还引入优化效应评价指标，其中，所述优化效应评价指标包括荧光强度、对比度和ODMR频谱半高宽，其中，荧光强度包括没有微波作用时的荧光强度Ioff和在微波作用下的荧光强度Ion。

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【技术特征摘要】

1.一种提高量子磁检测灵敏度的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的提高量子磁检测灵敏度的优化方法，其特征在于，在步骤s1中，所述高斯整形脉冲具有以下函数表达式

3.根据权利要求2所述的提高量子磁检测灵敏度的优化方法，其特征在于，用于步骤s3中，具体还包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的提高量子磁检测灵敏度的优化方法，其特征在于，在步骤s3中还引入优化效应评价指标，其中，所述优化效应评价指标包括荧光强度、对比度和odmr频谱半高宽，其中，荧光强...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶靖远，张扬，邢恩博，李中豪，
申请(专利权)人：山西中仪量子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

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