基于金刚石传感器的失谐不敏感宽视场矢量微波场成像
仪器与探测器
2025-12-09 v1 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
金刚石中的氮空位（NV）中心在微波探测方面取得了显著进展，体现在空间分辨率和灵敏度两个方面。然而，基于拉比振荡的典型方法容易受到热和磁涨落和/或梯度的失谐影响，从而引入系统误差，使测量易受环境扰动。在这里，我们提出并演示了一种新颖的方法，通过利用 NV 中心的光学探测磁共振中的谱线展宽效应来确定微波的幅度和方向。该方法消除了将微波频率对准自旋跃迁的需求，因此对磁场和温度的变化及不均匀性具有免疫力，为快速成像应用提供了最优工具。利用该方法，我们以 800 nm 的分辨率实现了对由微观 -pattern 天线产生的近场微波的宽视场成像。结合多轴 NV 的矢量探测，获得了矢量微波场的完整重建。此外，该方案在广泛的微波幅度范围内表现出优异的线性度，理论计算尺度超过四个数量级。我们的结果增强了金刚石基微波设备在复杂场景下的适用性，特别是在需要大动态范围、快速测试速度和高空间分辨率的应用中。
引用
@article{arxiv.2512.05986,
title = {Detuning-insensitive wide-field imaging of vector microwave fields with diamond sensors},
author = {Xiu-Qi Chen and Rui-Zhi Zhang and Gang-Qin Liu and Huijie Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.05986},
year = {2025}
}