采用氮空位中心的稀疏采样实现高分辨率宽场磁成像
金刚石中的氮空位(NV)中心可实现定量磁成像,但实际应用需在空间分辨率与采集时间(即单像素灵敏度)之间取得平衡。单NV扫描磁强计虽能实现真正的纳米级分辨率,但通常需缓慢的逐像素采集。而宽视场NV系综显微术虽能提供大视场的并行读取,却同时受光学衍射极限和传感器-样品间距的限制。本研究提出一种稀疏采样策略,仅需少量测量即可重建高分辨率宽视场图像。通过模拟NV系综对交流磁场的检测,该团队证明均值调整贝叶斯估计(MABE)框架仅需25个采样点即可重建万像素图像,对典型平滑场分布的结构相似性指数(SSIM)超过0.999;同时优化后的动态解耦脉冲序列使磁场灵敏度提升约两倍。该方法明确了采样模式与密度对重建精度的影响,为构建更快速、可扩展的磁成像架构指明了路径——该方案可拓展至点扫描NV传感器及其他磁强计平台,如超导量子干涉器件(SQUID)、霍尔探头和磁隧道结等。
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