通过改进的光学检测磁共振谱模型提升集中 NV 中心的温度灵敏度
仪器与探测器
2026-05-20 v1 量子物理
摘要
氮空位（NV）中心集合为高精度温度传感提供了强大的平台，旨在进一步提升其测量性能。在集中 NV 光学检测磁共振（ODMR）谱中，常用的洛伦兹和沃夫特拟合模型无法准确描述共振频率附近的谱线形状，导致共振频率确定精度下降，进而影响温度估计。本文推导了一种新型拟合方法，称为 dip-peak 拟合，用于从集中 cw-ODMR 谱中提取共振频率。我们从描述集中 cw-ODMR 谱为单个 NV 响应与零域分裂和应变分布卷积的物理模型出发，表明共振附近的谱线特征可由带背景项的单一洛伦兹函数准确近似。所提出的拟合模型比传统方法更忠实地再现 cw-ODMR 共振附近的谱线，实现了在较弱微波激励下更快更准确的共振频率确定。使用荧光纳米晶体集合进行实验确认了该方法的鲁棒性和适用性，适用于高精度温度传感。
引用
@article{arxiv.2605.18863,
title = {Enhanced Temperature Sensitivity in Ensemble NV Centers through Improved Optically Detected Magnetic Resonance Spectral Modeling},
author = {Yuki S. Kato and Shingo Sotoma and Keisuke Fujita and Masanori Fujiwara and Izuru Ohki and Yuichiro Matsuzaki and Norikazu Mizuochi and Yoshie Harada},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.18863},
year = {2026}
}