利用外腔激光器中金刚石氮空位绿光吸收进行激光阈值磁强计测量
量子物理
2021-06-09 v1 应用物理
仪器与探测器
光学
摘要
金刚石中的氮空位(NV)中心因在量子传感中的应用而受到近期大量关注，有望为从地球物理到生物医学的应用提供更高的灵敏度。传统的传感方案涉及在绿色激光和微波照射下监测NV中心红色荧光的变化。由于NV三重态发射的强荧光背景以及输出变化的低相对对比度，灵敏度受到高光学散粒噪声水平的严重限制。在此，我们提出了一种避免该问题的方法，即利用通过金刚石的绿色泵浦吸收变化，将其作为运行在接近激光阈值处的半导体外腔激光器的一部分。我们表明，使用具有最优NV中心密度的金刚石，理论上可达到pT/sqrt(Hz)量级的磁场灵敏度。我们讨论了该方法的物理要求与局限，特别是阈值附近放大自发辐射的作用，并探讨了使用当前技术的实际实现方案。
引用
@article{arxiv.2101.09277,
title = {Laser threshold magnetometry using green light absorption by diamond nitrogen vacancies in an external cavity laser},
author = {James L. Webb and Andreas F. L. Poulsen and Robert Staacke and Jan Meijer and Kirstine Berg-Sørensen and Ulrik Lund Andersen and Alexander Huck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.09277},
year = {2021}
}