基于贝叶斯推断的微波免疫矢量磁计与晶体取向确定
量子物理
2025-12-17 v1
摘要
氮空位（NV）中心在金刚石中提供了量子感测的固态平台。虽然光学探测磁共振技术提供了高灵敏度，但其对微波的依赖会导致加热和 stray 电磁场，从而扰动周围样本。基于 NV 中心不同取向之间交叉弛豫的光学方法消除了这一限制，但迄今仍需对外部场与晶体轴进行严格对齐，这限制了其实际应用。本文引入了一个利用贝叶斯推断实现近零场下微波免疫矢量磁计的通用框架，从光致发射图谱中直接提取磁场矢量和 NV 取向。该框架的解析模型使其在任意场和取向配置下高效推断，并自然包含 NV 对称性的离散退行性。我们在实验中演示了稳健的取向确定和矢量场重建，为实际感测应用建立了通用且无需对准的 NV 磁计路径。
引用
@article{arxiv.2512.13835,
title = {Microwave-free vector magnetometry and crystal orientation determination with Nitrogen-Vacancy centers using Bayesian inference},
author = {Hilario Espinós and Omkar Dhungel and Arne Wickenbrock and Dmitry Budker and Ricardo Puebla and Erik Torrontegui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.13835},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 6 figures