利用金刚石自旋实现交变场的实时幅度与相位估计
介观与纳米尺度物理
2026-03-02 v1 量子物理
摘要
氮空位中心在金刚石中被证明具有高灵敏度、高光谱分辨率和高空间分辨率的探测交变磁场能力。然而，目前大多数研究集中于时间平均或时间相关测量范畴，针对单次测量的关注极少。本文表明，仅通过一对连续的两次测量即可获取交变场的幅度和相位。我们通过测量4 MHz的交变场，实现了单次测量下为78 nT和63 mrad的幅度和相位灵敏度，测量时间分辨率为320 μs。我们还考察了探测频率失谐及强场 regime 下的影响并量化了误差。此外，我们展示了该测量协议能够动态调整探测频率。该工作推动了利用NV中心对交变磁场进行实时测量的应用。
引用
@article{arxiv.2602.23712,
title = {Real-time Amplitude and Phase Estimation of AC Fields with Diamond Spins},
author = {Christopher T. -K. Lew and Samuel A. Wilkinson and Nicholas Gillespie and Brant C. Gibson and David A. Broadway and Jean-Philippe Tetienne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.23712},
year = {2026}
}