基于金刚石中氮-空位中心的宽带宽瞬时射频频谱分析仪
材料科学
2016-01-20 v1
摘要
我们提出了一种原始的模拟方法，用于对微波信号进行瞬时和定量的频谱分析。保存在金刚石片中的一组氮-空位 (NV) 中心由 532 nm 激光泵浦。其光致发光通过光学显微镜成像并由数码相机监测。微波信号通过环形天线转换为 NV 中心区域内的振荡磁场。感应磁共振通过 NV 中心光致发光的降低来检测。磁场梯度引起共振的 Zeeman 频移，并将频率信息转换为空间信息，从而允许在整个器件的频率带宽内对微波信号进行同时分析。在 600 MHz 的带宽上演示了调幅微波信号的含时频谱分析，其频率分辨率为 7 MHz，刷新率为 4 ms。在这样的积分时间下，可以检测到几百 {\mu}W 的场。由于 NV 中心的光学性质即使在强磁场中也能保持，我们估计优化后的器件可以允许在 30 GHz 范围内进行频率分析，仅受磁场梯度幅值的限制。此外，增加 NV 中心的数量既可提高微波灵敏度，又可将最小刷新率降低至几 {\mu}s。
引用
@article{arxiv.1509.01395,
title = {Wide bandwidth instantaneous RF spectrum analyzer based on nitrogen vacancy centers in diamond},
author = {M. Chipaux and L. Toraille and C. Larat and L. Morvan and S. Pezzagna and J. Meijer and T. Debuisschert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.01395},
year = {2016}
}
备注
9 pages, 2 figures