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基于金刚石氮空位（NV）色心的磁强计已成为最重要的固态量子传感器。然而，传统系综系统通常仅有约百分之几的光学对比度，而高灵敏度型号的动态范围通常仅几微特斯拉。该研究团队展示了一种基于激光阈值磁测原理的NV系统，成功规避了这些限制。通过将NV色心集成到激光腔中并观测激光阈值的磁场依赖性偏移，研究人员实现了100%的对比度及高达50毫瓦的强输出信号。该系统的动态范围达到±280微特斯拉，其光子散粒噪声限灵敏度为670飞特斯拉/√赫兹，且该团队证实灵敏度随对比度呈超线性提升。这些可相互权衡的关键传感参数比值表明，其性能较典型的荧光读出系统和蒸汽室传感器提升了780倍。此类突破性进展为脑磁图测绘、磁导航及磁异常检测等应用领域开辟了新一代传感器的发展路径。