量子科技中心_量科网

金刚石中带负电荷的氮空位中心（NV-）是一种可在常温环境下实现量子磁测量的多功能平台。近期提出的激光阈值磁测量技术（LTM）通过将含NV-中心的金刚石置于激光腔内并工作在阈值附近，有望显著提升NV磁力仪的灵敏度。虽然实验已验证该原理，其实施仍面临技术要求高、需大功率泵浦和自由空间腔精确对准等挑战。目前尚不清楚阈值附近工作带来的优势是否能超越激光噪声的增加。本研究将高NV-浓度的金刚石集成至紧凑外腔二极管激光器，首次实现了基于单重态红外吸收的光探测磁共振（ODMR）。该系统展现出卓越的阈值电流稳定性，使阈值电流可作为ODMR的读出参数。实验表明阈值附近工作时ODMR对比度提升五倍，在远高于阈值区域获得最佳磁场灵敏度7.6 nT/√Hz（DC-500 Hz），而阈值附近的灵敏度受探针激光噪声增加限制。这些成果为基于单重态吸收的NV-磁测量建立了紧凑且机械稳定的平台，同时揭示了对比度增强与阈值附近激光噪声之间的关键权衡关系。