通过改进光探测磁共振光谱建模实现系综NV色心温度灵敏度的提升

氮空位(NV)色心系综为高精度温度传感提供了强大平台,目前相关研究正持续致力于进一步提升其测量性能。在系综NV光探测磁共振(ODMR)光谱中,常用的洛伦兹和Voigt拟合模型无法准确描述共振频率附近的光谱形状,导致共振频率确定精度下降,进而影响温度估计的准确性。本研究从理论上建立了一种新的拟合方法——峰谷拟合(dip-peak fitting),用于从系综连续波ODMR光谱中提取共振频率。该研究从描述系综连续波ODMR光谱的物理模型出发——该模型将单NV响应与零场分裂及应变的分布进行卷积——证明共振附近的光谱特征可被一个带有背景项的单一洛伦兹函数精确近似。与常规方法相比,所提出的拟合模型能更忠实地再现共振附近的连续波ODMR光谱,从而在更弱的微波激发下实现更快、更准确的共振频率确定。利用荧光纳米金刚石系综进行的实验证实了该方法在高精度温度传感中的鲁棒性和适用性。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-15 05:43

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