Magnetómetro de AC basado en diamante fiberizado de picotesla

Los sensores cuánticos portátiles son fundamentales para desarrollar aplicaciones prácticas de sensoría y metrología cuántica. Los centros de vacío-nitrógeno (NV) fiberizados en diamantes han surgido como uno de los candidatos más prometedores para sensores cuánticos compactos. Sin embargo, debido a la dificultad de controlar coherentemente el spin del conjunto y la supresión del ruido en un gran volumen, a menudo enfrenta problemas como sensibilidad reducida y ancho de banda estrechado en aplicaciones integradas sin lentes. Aquí, proponemos un método de tratamiento de señal de fluorescencia para la manipulación del conjunto de spins NV mediante el ajuste exponencial de los procesos de polarización de spin, en lugar de integrar la emisión de fotones. Esto permite la lectura del estado de spin con una alta relación señal-ruido y se aplica a los protocolos de sensoría por pulso para spins NV de gran volumen. A partir de esto, desarrollamos un magnetómetro de AC basado en diamante fiberizado. Con una secuencia de pulsos de desacoplamiento dinámico XY8-N, demostramos una sensibilidad limitada por T 2 de 8 pT / Hz y una resolución de frecuencia limitada por T 1 de 90 Hz en un amplio rango de frecuencias de 100 kHz a 3 MHz. Este sensor de diamante integrado aprovecha la coherencia cuántica para lograr una sensibilidad mejorada en la detección de campos magnéticos de CA, haciéndolo adecuado para su implementación en un sensor endoscópico compacto y portátil.