基于金刚石中单取向氮空位中心的交流磁场矢量探测

金刚石中的氮空位（NV）中心具有以纳米级分辨率高灵敏度探测交流及直流磁场的有用特性。交流磁场的矢量探测可通过使用具有三种不同取向的NV中心实现。此处，我们提出一种利用单取向NV中心实现该目的的方法。该方法中，施加垂直于NV轴的静磁场，导致$m_{s}=-1$与$1$电子自旋态的强混合。结果，三重态基态的全部三个电子自旋跃迁均具有非零偶极矩，且每个跃迁耦合至磁场的单一分量。这可用于测量所施加交流场的强度与取向。为验证该技术，我们使用金刚石中全体同取向的系综NV中心子集进行了原理验证实验。