NV-金刚石磁力测量的量子极限空间分辨率

可光学寻址的固态缺陷(如氮空位中心)是成像磁力测量、温度测量及应变传感领域的领先技术手段。然而,在亚衍射尺度下监测缺陷团簇内单个缺陷的荧光仍是一项重大挑战,目前制约着原子级特征与动力学的研究。针对紧密聚集的氮空位团簇,基于成像的原子传感可转化为低维多参数估计任务,即需定位每个缺陷并量化其邻近区域的场强。该研究团队采用光学空间模式解复用技术,显著提升了亚衍射尺度下的定位精度与亮度估计准确性。具体而言,研究人员开发了双阶段传感方案:通过将入射光场投射至点扩散函数适配的空间模式及Yuen-Kennedy-Lax空间模式,在直接成像基础上实现了辐射源位置与亮度的有效提取。数值模拟显示,该方案在亚衍射光探测磁共振与拉比传感实验中展现出优越的统计性能——对于远低于衍射极限的紧密缺陷团簇,相较于传统焦平面强度测量,其辐射源定位精度提升6倍,亮度估计精度提高2倍。

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