Simultaneous vector magnetometry based on fluorescence polarization of NV centers ensemble in diamond

磁强计 钻石 极化(电化学) 荧光 材料科学 光电子学 凝聚态物理 物理 核磁共振 磁场 光学 化学 物理化学 量子力学 复合材料
作者
Mingxin Li,Heng Yuan,Pengcheng Fan,Sixian Wang,Jihongbo Shen,Lixia Xu
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:125 (14) 被引量:4
标识
DOI:10.1063/5.0220694
摘要

The nitrogen-vacancy (NV) centers ensemble has extensive application prospects in vector-magnetic-field measurement due to its accurate and fixed spatial orientations along the crystallographic axes of diamonds. However, to address signals of NV centers along all four axes, a large bias magnetic field sufficient to spectrally separate their resonances is typically inevitable, which may affect the magnetic substance under test and require multiple-frequency microwaves to interrogate signals of the four axes. Here, we demonstrate an NV-based simultaneous vector magnetometer that works at a bias field as low as just separating the resonant peaks of |ms=±1 states and utilizes a single-frequency microwave. By simultaneously detecting the fluorescence at specific optical polarization angles in three orthogonal directions and determining the transformation matrix in advance, all the Cartesian components of the magnetic field under test are distinguished. The experimentally achieved magnetic-field sensitivity is 63 nT/Hz, and the bias field is reduced to around 11 Gauss (still reducible by narrowing the linewidth) in ambient conditions. The proposed methods dramatically reduce the bias field for NV-based simultaneous vector magnetometers and potentially expand their applications in biological science, materials science, and industrial noninvasive detection.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
幸福亦凝发布了新的文献求助10
1秒前
xingxing完成签到,获得积分10
1秒前
flyfish完成签到,获得积分10
3秒前
疾风知劲草完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
虫贝完成签到,获得积分10
4秒前
xiaoxiong完成签到,获得积分10
4秒前
虚心听双完成签到,获得积分10
4秒前
LL完成签到 ,获得积分10
4秒前
sherrymasha完成签到,获得积分10
5秒前
跳跃的蝴蝶完成签到,获得积分10
6秒前
聪明山兰完成签到,获得积分10
6秒前
高山和鸟完成签到,获得积分10
6秒前
邂逅时光完成签到,获得积分10
6秒前
123完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Whisper完成签到 ,获得积分10
7秒前
霸气葵花完成签到,获得积分10
7秒前
张雨兴完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
陶醉的妖丽完成签到 ,获得积分10
8秒前
小妮完成签到,获得积分10
8秒前
酷波er应助water1201采纳,获得10
8秒前
古柳完成签到,获得积分10
9秒前
wofos完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
fuchao完成签到,获得积分10
10秒前
米斯特刘完成签到,获得积分10
10秒前
光亮的谷丝完成签到,获得积分10
10秒前
Rei发布了新的文献求助10
10秒前
qingyangzi完成签到,获得积分20
11秒前
诚心闭月发布了新的文献求助10
12秒前
CQMEDCHEM完成签到,获得积分10
12秒前
luo完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
筑天完成签到,获得积分10
13秒前
子车谷波完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
拉长的湘完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7754635
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9301099
关于积分的说明 20260796
捐赠科研通 7337042
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3310904
关于科研通互助平台的介绍 2462117
邀请新用户注册赠送积分活动 2324190