量子科技中心_量科网

金刚石中的氮空位（NV）中心集合体是在环境条件下进行量子磁力测量的成熟平台。一个挑战来自于NV的超精细结构，对于常见的¹⁴N同位素而言，这会导致对比度及灵敏度降低三倍。通过单独处理每个NV超精细跃迁，三频微波（MW）控制可以缓解这种灵敏度损失。本研究从实验和理论两方面探讨了在两种直流磁力测量方案中，三频激励相较于标准单频MW控制的优势区域：脉冲光学检测磁共振（ODMR）和Ramsey干涉测量法。该团队验证了NV动力学的主方程模型与NV集合体测量结果的一致性，并利用该模型探索了不同MW功率和NV退相干速率下三频与单频灵敏度的对比。对于脉冲ODMR，在低退相干区域，三频驱动可将灵敏度提高多达三倍，但当退相干速率接近超精细分裂时，增益会减小。相比之下，对于Ramsey干涉测量法，三频激励仅在MW功率受限时才能提高灵敏度。该研究结果明确了三频控制作为实用策略增强便携式和功率受限传感器中NV集合体磁力测量的操作区域。