固态金刚石氮空位色心光学调控优化

• 作者: 冯园耀 刘俊 刘文耀 唐军 崔凌霄 张扬 李中豪 温焕飞 郭浩 郭琦
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 氮空位色心 脉冲光学磁探测共振 激光参数
• 年，卷（期）: 2020,（14）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 222-227
• 页数: 6页
• 字数: 2611字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20200072

摘要

在金刚石氮空位色心的高灵敏传感探测研究中,光学调控是氮空位色心实现高效光学初态制备及信息提取的关键.本文基于高浓度的金刚石氮空位色心系综检测展开,采用脉冲光学探测磁共振技术,系统地研究了激光初态极化时间、信息读取时间与激光功率的关联特性,并进一步研究了激光入射偏振角与传感信息精度的关系.探究了各个激光参数对高浓度金刚石氮空位色心系综[111]轴上光学探测磁共振谱中第一个共振峰的影响,并通过实验结果进行分析,最终选取在光功率密度为45.8 W/cm2下的最优实验参数(300μs的极化时间,700 ns的读取时间,激光入射角为220°)进行了光学磁探测共振测试,与优化前的实验参数(极化时间为50μs,读取时间为3000 ns,入射角度为250°)相比,典型的磁检测灵敏度由21.6 nT/Hz1/2提升到5.6 nT/Hz1/2.以上研究结果表明我们已经实现光学精密调控的优化测量,这些研究结果也为高浓度氮空位色心系综精密调控实现温度和生物成像、量子计算及量子信息等领域调控传感检测提供了有效参考.