基于单片机的软件锁相技术的光纤集成 NV 磁力计
量子物理
2025-10-03 v1
摘要
光纤集成氮空位（NV）磁力计具有高灵敏度、集成度和灵活性，因而被广泛应用于工业领域。虽然大多数研究致力于量子探测头的优化，但较少关注频繁使用的专业昂贵且体积庞大的电子设备，这些设备阻碍了其实际应用。在本文中，我们制造了一个光纤集成 NV 磁力计，并开发了一种基于单片机的软件锁相技术。该技术中，单片机高效协调微波源芯片和模拟-数字转换器，并通过一种模拟锁相机制的程序实现 NV 中心的微波频率调制光学探测磁共振。因此，借助我们的设备和技术，我们实现了 93 nT/Hz^{1/2} 的弱磁场检测灵敏度，这与使用体积庞大专业设备获得的灵敏度相当。此外，我们演示了实时磁场检测，实现了 488 nT 的标准差。我们的工作提供了一种新型且成本效益高的电子小型化技术，从而可能加速 NV 磁力计的工业应用。
引用
@article{arxiv.2510.01996,
title = {Fiber-integrated NV Magnetometer with Microcontroller-based Software Lock-in Technique},
author = {Qilong Wu and Xuan-Ming Shen and Yuan Zhang and Ying-Geng Shan and Hui-Hui Yu and Jing-Hao Zhang and Jiahui Chen and Yan Wang and Xun Yang and Yong-Zhi Tian and Lijun Wang and Chong-Xin Shan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.01996},
year = {2025}
}