RU2661442C2 - Гироскоп на nv-центрах в алмазе - Google Patents
Гироскоп на nv-центрах в алмазе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2661442C2 RU2661442C2 RU2016116860A RU2016116860A RU2661442C2 RU 2661442 C2 RU2661442 C2 RU 2661442C2 RU 2016116860 A RU2016116860 A RU 2016116860A RU 2016116860 A RU2016116860 A RU 2016116860A RU 2661442 C2 RU2661442 C2 RU 2661442C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- centers
- diamond
- state
- gyroscope
- frequency
- Prior art date
Links
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 3
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 11
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000004435 EPR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 238000005404 magnetometry Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000387 optically detected magnetic resonance Methods 0.000 description 2
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000000685 Carr-Purcell-Meiboom-Gill pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 241000408659 Darpa Species 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000009774 resonance method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/60—Electronic or nuclear magnetic resonance gyrometers
- G01C19/62—Electronic or nuclear magnetic resonance gyrometers with optical pumping
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/04—Details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области приборостроения и касается гироскопа на NV-центрах в алмазе. Гироскоп включает в себя алмазную пластину, источник зеленого света, оптическую систему для направления зеленого излучения на алмазную пластину, фотодетектор для детектирования флюоресценции центров окраски в алмазной пластине, оптические элементы, позволяющие направить флюоресценцию от алмазной пластины на фотодетектор, источник сверхвысокочастотного излучения, источник радиочастотного излучения, источник постоянного магнитного поля. Кроме того, гироскоп содержит энергоэффективную микроволновую антенну, создающую сильное продольное однородное поле в полном объеме кристалла с возможностью перестройки по частоте. При этом гироскоп выполнен с возможностью привязки частоты микроволнового поля к переходу в центре окраски. Технический результат заключается в уменьшении объема чувствительного элемента сенсора и повышении удельной спектральной чувствительности. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области гироскопов, а именно к квантовым гироскопам.
Из уровня техники известен micro-NMR гироскоп с благородным газом в качестве чувствительного элемента (US 20110297372, WO 2006069116, US 7282910, US 20070266784). Принцип работы micro-NMR гироскопа основывается на измерении изменении соответствующей Ларморовской частоты прецессии атома в зависимости от частоты вращения. Помещая атом в постоянное магнитное поле и, измеряя величину прецессии ωL можно определить частоту вращения устройства. Данный гироскоп, по размерам аналогичный MEMS-гироскопам, обладает техническими характеристиками волоконно-оптических гироскопов и относится к категории тактических. Основным недостатком такого гироскопа является сложность изготовления, большое время инициализации (порядка 100 с) необходимое для начала работы сенсора и стоимость изготовления (порядка 100000$). По данным DARPA гироскопы, основанные на таком принципе, будут массово применяться только в 2030 году.
Наиболее близкими к настоящему техническому решению по сущности являются проекты NMR гироскопов, в которых вместо газа в качестве чувствительного элемента используются спины NV-центров окраски в алмазе, защищенные следующими патентами US 20140327439, US 20150090033, CN 201310565956, CN 201310752272.
Существенные параметры известных аналогов приведены в таблице ниже.
В качестве прототипа выбирается решение, известное из заявки на патент США №20140327439 А1. В заявке спиновый гироскоп на NV-центрах. Причем для увеличения чувствительности и стабильности трехосного гироскопа использовались радиочастотные катушки и СВЧ копланарные волноводы на алмазной структуре.
Техническая задача
Технической задачей, решаемой изобретением является измерение абсолютного вращения чувствительного элемента сенсора. Применение разработанного технического решения позволяет получить следующие технические результаты:
- Снижение объема чувствительного элемента сенсора: менее 1 куб. см.
- Высокая удельная спектральная чувствительность элемента: 0.3×10-3 град/час.
- Низкий дрейф чувствительности: ~10-3 град/час.
- Возможность создания гибридного устройства, включающего в себя датчик измерения трех физических параметров (3х осевой гироскоп, магнетометр, датчик температуры).
Решение
Для решения поставленной задачи предлагается гироскоп на NV-центрах в алмазе, включающий алмазную пластину, источник зеленого света, оптическую систему для направления зеленого излучения на алмазную пластину, фотодетектор для детектирования флюоресценции центров окраски в алмазной пластине, оптические элементы, позволяющие направить флюоресценцию от алмазной пластины на фотодетектор, источник сверхвысокочастотного излучения, источник радиочастотного излучения, источник постоянного магнитного поля, отличающийся тем, что имеет энергоэффективную микроволновую антенну, создающую сильное продольное однородное поле в полном объеме кристалла с возможностью перестройки по частоте, при этом гироскоп выполнен с возможностью привязки частоты микроволнового поля к переходу в центре окраски.
Гироскоп может быть выполнен таким образом, что используется алмазная пластина, в которой концентрация NV-центров лежит в диапазоне 1-100 мд (миллионная доля), концентрация азота не более чем в 5 раз превышает концентрацию NV-центров, концентрация остальных примесей - менее 1 мд.
Гироскоп может быть выполнен таким образом, что в состав конструкции входит источник зеленого света с длиной волны от 500 нм до 580 нм лазерного или фотодиодного типа мощностью не менее 0,1 Вт и оптическая система для направления зеленого излучения на алмазную пластину и создания плотности мощности накачки не менее 10 Вт/мм2, а также фотодетектор для детектирования флюоресценции центров окраски в алмазной пластине и оптические элементы, позволяющие направить флюоресценцию от алмазной пластины на фотодетектор, причем используется фотодетектор, работающий в диапазоне 600-800 нм, имеющий полосу пропускания не менее 6 МГц, и обеспечивающий соотношение сигнал-шум на выходе не менее 60 дБ.
Гироскоп может быть выполнен таким образом, что используется источник сверхвысокочастотного излучения с диапазоном частот 2.6-3 ГГц, модулируемый по амплитуде и частоте, антенна для создания СВЧ поля, выполненная таким образом, что создает магнитное поле не менее 0,3 Гс в направлении вдоль поверхности алмаза с равномерностью поля на пластине более 90%.
Гироскоп может быть выполнен таким образом, что используется источник радиочастотного излучения с частотой до 10 МГц.
Гироскоп может быть выполнен таким образом, что используется источник постоянного магнитного поля, позволяющий создать поле до 20 Гс и имеющий температурную стабильность выше 1 градуса в час.
Гироскоп может быть выполнен таким образом, что содержит управляющую схему, которая обеспечивает формирование сигнальных последовательностей управления СВЧ, РЧ и источником оптической накачки, перестройку частоты полей, а также формирует обратную связь для исключения из сигнала посторонних внешних воздействий.
Гироскоп может быть выполнен таким образом, что оптические элементы обеспечивают эффективность сбора излучения флюоресценции выше 50%.
Для реализации изобретения предлагается способ измерения вращения квантовым датчиком с кристаллом алмаза, содержащего систему из ансамбля NV-центров, включающий следующие этапы:
а. приведение системы из ансамбля NV-центров и окружающих ядерных спинов в состояние, чувствительное к вращению, через N циклов поочередного переноса населенности с состояний ms=0,±1, mI=±1 в состояние ms=0, mI=0, при этом каждый цикл включает в себя следующую последовательность импульсов
i. оптический импульс продолжительностью от 300 до 1500 нc для перевода системы в состояние ms=0, и равномерным распределением mI=1,-1,0,
ii. СВЧ импульс площадью pi для перевода системы из состояния ms=0, mI=1 в состояние ms=+1, mI=1,
iii. РЧ импульс площадью pi для перевода системы из состояния ms=+1, mI=1 в состояние ms=+1, mI=0,
iv. оптический импульс длительностью от 300 до 1500 нc на длине волны 532 некогерентного возбуждения, который сохраняет спиновые состояния ядра в присутствии осенаправленного внешнего магнитного поля и переводит систему в состояние ms=0, mI=-1 и ms=0, mI=0,
v. повторение пунктов ii…iv для системы в состоянии с ms=0, mI=-1, что позволяет поляризовать спин из состояния ms=0, mI=-1 (пункт iv) в состояние ms=0, mI=0,
при этом N лежит в диапазоне от 1 до 5000 раз;
b. управление системой во время нахождения в состоянии измерения, включающее использование радиочастотных импульсов для фильтрации внешних источников шума, уменьшение влияния температуры и внешнего магнитного поля за счет проведения измерений на |-1> и |1> переходах электронного спина, а также измерения магнитного поля, при помощи кристалла алмаза;
c. считывание информации о вращении за счет измерения геометрической фазы Берри, накопленной во время измерения, за счет следующей последовательности действий,
i. приложения радиочастотного импульса Pi/2 на частоте, отстроенной от частоты сверхтонкого расщепления на экспериментально определяемую величину dF*,
ii. измерение состояние ядерного спина, посредством приложения CNOT оператора на систему электронный спин - ядерный спин, например, с помощью микроволнового импульса площадью Pi, на частоте электронного резонанса, отстроенного на величину сверхтонкого расщепления,
iii. измерение интенсивности отклика флюоресценции.
Перечень фигур
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, и введены обозначения.
1. Постоянный магнит/система магнитов для создания магнитного поля вдоль оси NV.
2. Излучение оптической накачки.
3. Алмазная пластина с NV-центрами.
4. Излучение оптической накачки + излучение флюоресценции NV-центров.
5. Оптический фильтр для отсечения излучения накачки.
6. Флюоресценция NV-центров.
7. Фотодетектор.
8. Управляемый генератор синусоидального сигнала, работающий в диапазоне 2…3 ГГц (СВЧ).
9. СВЧ амплитудный модулятор.
10. СВЧ усилитель.
11. СВЧ антенна.
12. Управляемый генератор синусоидального сигнала, работающий в диапазоне 1…50 МГц (РЧ).
13. РЧ Амплитудный модулятор.
14. РЧ усилитель.
15. РЧ антенна.
16. Устройство формирования, регистрации и обработки сигналов.
17. Модулируемый источник излучения накачки.
На фиг. 2 и 3 изображено устройство гироскопа, и введены обозначения.
18. Оптический световод или волновод.
19. СВЧ катушки Гельмгольца (часть СВЧ антенны [11]).
20. Печатная плата.
21. Конденсатор на печатной плате, формирующий вместе с катушками резонансную антенну (часть СВЧ антенны [11]).
22. Волновод для возбуждения СВЧ антенны (часть СВЧ антенны [11]).
23. Полосковая РЧ антенна.
Фиг. 4 - NV-центр.
Фиг. 5 - Схема энергетических уровней NV-центра.
Фиг. 6 - Триплетная структура резонанса электронного спина, (ЭПР - ОДМР).
Фиг. 7 - СВЧ антенна для обращения к магнитным подуровням NV.
Фиг. 8 - вращение NV-центра. Сплошной линией обозначена ось вращения, пунктиром - ось NV.
Фиг. 9 - системы переходов для считывания ядерного спина и обозначение квантового логического оператора CNOT.
Детальное описание решения
Созданное техническое решение заключает в себя способ измерения абсолютной скорости вращения объекта, а также устройство, позволяющее измерять абсолютную скорость вращения объекта в пространстве на основе ансамбля NV-центров в алмазе. NV-центр в алмазе - дефект в кристаллической решетке алмаза, состоящий из примесного азота, и вакансии.
Преимуществами такой системы является высокая надежность, относительно маленькие размеры чувствительного элемента при сравнительно более высоких характеристиках по точности. Более того, в силу естественных особенностей данный способ позволяет сделать детектирование вращения относительно трех осей в одном чувствительном элементе. Также, NV-центры являются стабильными центрами окраски при температурах 0-600 К.
Способ измерения абсолютной скорости вращения базируется на детектировании геометрической фазы Бэрри ядерных спинов дефектов азота N14 и изотопа углерода С13 в кристаллической решетке алмаза содержащем NV(-) дефекты окраски. Накопление геометрической фазы происходит, если ось квантования (в данном случае ось NV-центра или ось приложения магнитного поля) претерпевает поворот в пространстве вокруг оси не сонаправленной с ней. Оценки измерения погрешности для такого прибора находятся на уровне 10-3 град/час, опережая похожие по компактности способы определения вращения на 1-2 порядка.
Способ измерения имеет следующие основные шаги:
1. Инициализация;
2. Приведение системы из ансамбля NV-центров и окружающих ядерных спинов в состояние чувствительное к вращению;
3. Управление системой во время нахождения в состоянии измерения;
4. Считывание информации о вращении за счет измерения геометрической фазы Берри, накопленной во время измерения.
В общем, конструкция гироскопа на NV-центрах в алмазе состоит из алмазной пластины. Алмазная пластина должна обладать определенными качествами по содержанию центров окраски в ней. В случае использования спинов С13 - в ней должно быть повышенное содержание С13. В случае использования N14 - повышенное содержание NV-центров окраски, и пониженное содержание С13. В состав конструкции входит источник зеленого света (500-580 нм), лазерного или фотодиодного типа, и оптическая система для направления зеленого излучения на алмазную пластину. Фотодетектор для детектирования флюоресценции центров окраски в алмазной пластине и оптические элементы, позволяющие направить флюоресценцию от алмазной пластины на фотодетектор.
Также в состав конструкции изобретения входит резонансная СВЧ и РЧ антенна источник СВЧ и РЧ излучения, которые необходимы для эффективного взаимодействия с электронными и ядерными спинами в составе дефектов в алмазе. Кроме того, устройство должно содержать источник постоянного магнитного поля и электронную вычислительную систему для контроля над измерениями.
Осуществление
Сенсор вращения, основанный на использовании эффекта накопления геометрической фазы спинами в кристалле алмаза с большим количеством NV-центров в нем. NV-центр в алмазе может быть в нескольких зарядных состояниях q=0, q=-1, q=+1. В рамках данного изобретения используется состояние q=-1.
Одиночный NV-центр представлен на фиг. 4. Отдельный NV-центр состоит из атома азота и вакансии находящейся рядом с ним. NV(-) дефект обладает 6-ю свободными электронами, имеющих суммарным спином S=1. Схема электронных уровней энергии для орбиталей внутри запрещенной зоны алмаза представлена на фиг. 5 слева.
Система подуровней невозбужденного состояния представлена на фиг. 5 справа.
NV-центр обладает оптическими переходами в видимом и инфракрасном диапазоне. Основной оптический переход связан с переходом одного электрона с ех,у орбиталей на a1 орбиталь и находится на длине волны 637 нм а также имеет фононно-уширенный спектральный хвост.
После некогерентного возбуждения NV-центр распадается на невозбужденное состояние через оптический переход с сохранением значения спина или через метастабильное состояние без сохранения значения спина. Вероятность совершить переход через метастабильное состояние зависит от состояния электронного спина NV-центра, будучи максимальной для состояния с проекцией спина +-1 и минимальной для проекции спина 0. Интенсивность флюоресценции NV-центра в видимом диапазоне таким образом сильно зависит от спиновых свойств центра (контраст достигает 30%), что используется для оптического считывания состояния спиновой системы. Метастабильное состояние, меняющее спин, обладает не симметрией к состоянию спина, поэтому в конечном итоге происходит поляризация спина в состояние с проекцией 0, реализуя протокол оптической инициализации электронного спина. Несимметричность переходов по отношению к состоянию электронного спина позволяет производить оптическую инициализацию электронного спина.
Также NV-центр обладает разрешенными дипольными переходами в СВЧ диапазоне. В невозбужденном электронном состоянии (оба электрона находятся на a1 подуровне) имеется ненулевое спин спиновое взаимодействие электронов, которое приводит к расщеплению уровня энергии D~2.87 ГГц между состояниями с разной проекцией электронного спина на ось NV (ms=0 и ms=+/-1), образующее тонкое расщепление основного состояния. Вырождение по знаку проекции может быть снято при помощи приложения постоянного магнитного поля вдоль оси NV-центра.
Кроме этого каждое из тонких состояний испытывает сверхтонкое расщепление, связанное с взаимодействием электронного спина со спином ядра N14. Сверхтонкое расщепление в отсутствии внешних полей составляет от 2.8 до 7.2 МГц, в зависимости от состояния. Полный Гамильтониан для системы электронного и ядерного спина записывается следующим образом (Philipp Neumann "Towards a room temperature solid state quantum processor - The nitrogen-vacancy center in diamond", 2012, стр. 42, 56):
D (≈2.87 ГГц) - квадрупольное расщепление электронного спина - 1 в поле алмазной решетки;
γe (≈2.8 МГц/Гс) - гиромагнитное отношение электронного спина;
Bz - величина внешнего магнитного поля;
В свою очередь составляющие гамильтониана ядерного спина записываются как Philipp Neumann "Towards a room temperature solid state quantum processor - The nitrogen-vacancy center in diamond", 2012, стр. 56-58:
a iso - тензор взаимодействия;
μ0 - магнитная проницаемость вакуума;
γn=gnμn - гиромагнитное отношение для ядра N14;
еr - r-й вектор орт декартовой системы координат;
r - эффективное расстояние между электронным и ядерным спинами;
В - внешнее магнитное поле;
Q - постоянная квадрупольного расщепления для ядерного спина;
Параметры гамильтониана могут быть найдены в [Philipp Neumann "Towards a room temperature solid state quantum processor - The nitrogen-vacancy center in diamond", 2012] стр. 42, 56-58, [L.I. Childress, "Coherent manipulation of single quantum systems in the solid state," стр 25-26 no. March, 2007] [Victor Marcel Acosta "Optical Magnetometry with Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond", стр. 15, 2011].
Естественная ширина линии СВЧ перехода на частоте 2.87 ГГц составляет порядка 100-200 кГц, а расстояния между переходами соответствующими разным состояниям спина порядка 2.1 МГц, таким образом, в спектре ЭПР и ОДМР можно наблюдать триплетное расщепление состояний с проекцией электронного спина равной 0 и 1 (фиг. 6).
Однако в случае использования ансамбля NV-центров такие факторы, как напряжение в кристалле, примеси С и неоднородное магнитное поле могут привезти к неоднородному уширению линии СВЧ переходов для разных NV-центров из ансамбля, что может привезти к ухудшению характеристик гироскопа.
Для использования в устройстве лучше всего подходят кристаллы алмаза с умеренным содержанием NV дефектов (1-100 ppm). Могут быть использованы алмазы производства НРНТ без использования катализаторов, CVD с контролируемым умеренным содержанием примесей азота, и отсутствием других парамагнитных примесей, таких как С13, а также природные кристаллы алмаза. Для создания ансамбля NV-центров в кристалле необходимо провести облучение под электронным, протонным, нейтронным, или гелиевым пучком, с энергией частиц превышающей 1 МэВ. (3 МэВ). После облучения, необходимо продержать образец в вакуумной высокотемпературной печи. Режим отжига может быть разный. В качестве примера, используется отжиг при температуре 800 градусов Цельсия в течение 2 часов. В процессе отжига, вакансии, образованные при облучении, становятся подвижными и «находят» азотные примесные атомы в решетке алмаза.
Кристалл алмаза может быть отполирован в соответствии с различной кристаллографической осью. Коммерчески доступные пластины обладают [100], [110], [111], ориентацией. Например, ориентация [100] означает, что грань полировки перпендикулярна ребру куба гранецетрической кристаллической решетке алмаза. Ориентация [111] означает, что нормаль к плоскости полировки параллельна ковалентной связи в решетке алмаза (см. фиг. 4). Для эффективного взаимодействия СВЧ излучения с электронным спином, магнитное переменное поле должно быть направлено перпендикулярно оси NV-центра. Наиболее подходящим решением будет СВЧ резонатор изображенный на рисунке 7. Микроволновый резонатор должен обладать необходимой степенью подстраиваемости, для использования на различных частотах, например на переходе Ms=-1->0, или Ms=+1->0.
Технология измерения вращения на ядерном спине азота
Измерение вращения осуществляется на базе измерения геометрической фазы Бэрри, которая приобретается квантовым моментом системы, ось квантования которой претерпевает вращение в пространстве. Фаза в данном случае накапливается между состоянием с проекцией спина = +/- 1 и 0 в случае если использует спин азота, и +1/2 и -
, если используется спин углерода С13 или N15 (также являющимися примесями в алмазной решетке).
Измерение вращения также возможно наблюдать на электронном спине, но в силу большого гиромагнитного момента электронного спина, он испытывает сильное влияние флуктуаций магнитного поля, которые делают его использование сложным, однако это также возможно использовать для измерения вращения.
Для того чтобы провести описанное выше измерение, необходимо подготовить когерентную суперпозицию состояний ядерного спина, например с проекцией спина |0> и |1>. Оставить ее свободно прецессировать на время t, а затем считать состояния ядерного спина.
Этап 1: Подготовка когерентного состояния ядерного спина
Для начала необходимо провести инициализацию ядерного спина ансамбля NV-центров. Для этого применяется последовательность импульсов (СВЧ, радиочастот и оптических) приводящих систему в состояние с определенной проекцией ядерного спина. Данная последовательность может быть разной, в частности может быть использован алгоритм оптимального управления, (например алгоритм G.R.A.P.E), для того чтобы учесть влияние неконтролируемых помех окружающей среды. Наиболее простой способ инициализировать ядерный спин заключается в применении последовательных импульсов, и использования правил отбора (см. фиг. 5). Начало последовательности -оптическая инициализация электронного спина в состояние с MS=0, и равномерным распределением M_I. Далее прикладывается СВЧ импульс площадью Pi переносящий населенность с уровня MS=0, MI=1 на уровень MS=+1, MI=1, далее прикладывается импульс РЧ на частоте перехода MI=1 -> MI=0, после чего прикладывается оптический импульс, которые переводит состояние в возбужденное состояния, и в следствие в основном спин-сохраняющих оптических переходов, система возвращается в состояние Ms=0, но уже в состояние с проекцией ядерного спина равной MI=0 и Mi=-1 (MI=1 уже перенесена на MI=0). Аналогичная процедура проводится для проекции ядерного спина Mi=-1, в результате чего ядерный спин поляризуется в состояние с MI=0.
Для приведения инициализированного состояния спина в состояние когерентной суперпозиции прикладывается Pi/2 импульс на частоте перехода ядерного спина. Данный переход может осуществляться как в состоянии Ms=+/-1, так и в состоянии Ms=0
Этап 2. Управление системой во время нахождения в состоянии измерения.
В процессе накопления геометрической фазы, к ядерному спину могут прикладываться различные радиочастотные импульсы для фильтрации внешних источников шума. В качестве примеров таких последовательностей, являются последовательности Echo, XY4, CPMG. Кроме того, для уменьшения влияния температуры и внешнего магнитного поля, необходимо совершать измерения на |-1> и |1> переходах электронного спина, а также проводить измерения магнитного поля, при помощи этого же кристалла алмаза [G. de Lange, D. 
, V.V Dobrovitski, and R. Hanson, "Single-spin magnetometry with multipulse sensing sequences.," Phys. Rev. Lett., vol. 106, no. 8, p. 080802, Feb. 2011].
Фаза, набираемая между собственными состояниями оператора энергии (Гамильтониана) медленно меняющего во времени, называется фазой Берри.
В случае вращения оси квантования системы вокруг оси Z под углом θ к ней, система будет приобретать фазу, зависящую от угла θ. Зависимость от угла θ определяется конкретным видом системы. И способ ее считывания. В общем случае, система будет испытывать вращение под произвольным углом θ к оси.
Если привести систему в когерентное суперпозиционное состояние, и привести кристалл во вращение, то по отношению к динамической фазе, вызванной собственным вращением фазы системы, будет накапливаться геометрическая фаза. При измерении набега фазы методами Рамси спектроскопии, этот набег фазы проявляется в смещении сигнала флюоресценции по отношению к «не вращающемуся» измерению (фиг. 8), а также, если взять преобразование Фурье от сигнала эксперимента Рамси с отстроенной частотой (Free Induction Decay), в сдвиге центральной частоты сигнала.
Сдвиг радиочастотного сигнала dF* позволяет в схеме Рамси получить максимальную чувствительность при переводе накопленной фазы в разность населенности ядерных подуровней [Ramsey, "A molecular beam resonance method with separated oscillating fields", 1950, уравнение (12), стр. 697].
Кроме эксперимента спектроскопии Рамси, возможно проведение более сложных экспериментов, в том числе рефокусирующих. Общая идея применения рефокусирующей последовательности в том, что окружающая среда (паразитные парамагнитные примеси и их спины) спинов, изменяется медленней чем проходит одно измерение за время Т1 спинов среды. Однако для получения удовлетворяющего уровня сигнала, необходимо провести серию однотипных экспериментов. В процессе повторения этих измерений окружающая среда начинает меняться, меняя измеряемую величину. Однако если суметь скомпенсировать влияние внешней среды, в процессе одного измерения, то после усреднения результатов повторяемого эксперимента, изменение среды будет исключено. Это можно сделать, в приближении медленно меняющейся окружающей среды за время проведения отдельного измерения. Простейшим примером является Echo последовательность, или переворачивание спина в середине процесса накопления фазы. Учитывая, что причина накопления фазы постоянна, переворот спина, приводит к накоплению аналогичной фазы с противоположным знаком, в результате чего, накопленная «шумовая фаза» компенсируется.
Этап 3. Измерение состояния спина после свободной прецессии.
После приобретения фазы между состояниями 
, приложением импульса Pi/2 на частоте перехода |0> -> |1> разность фаз конвертируется в разность населенностей состояний. Далее, эту разность необходимо конвертировать в измеримый сигнал. В случае NV-центра этим сигналом является оптическая флюоресценция при накачке оптическим излучением в диапазоне 500-600 нм.
Оптическая флюоресценция линейным образом зависит от населенностей состояний электронного спина в силу того, что оптические переходы несимметричные для различных состояний электронного спина, и для состояния спина Ms=+/-1 существует вероятность перейти на темновое метастабильное состояние (как следствие уровень флюоресценции в этом случае падает). Для измерения ядерного спина необходимо провести отображение состояния ядерного спина на электронный спин. Для этого используется метод «сингл-шот» считывание. [(1) Neumann, P.; Beck, J.; Steiner, М.; Rempp, F.; Fedder, H.; Hemmer, P.R.; Wrachtrup, J.; Jelezko, F. Science 2010, 329 (5991), 542-544.]. Его преимущество заключается в том, что он позволяет считывать ядерный спин, за один цикл его инициализации. Принцип этого отображения в следующем (фиг. 9): дипольно-разрешенные переходы - те, у которых суммарное изменение спина не больше 1. Поэтому между электронными подуровнями Ms=0 и Ms=1 разрешены переходы, сохраняющие проекции ядерного спина. Однако факт перехода системы из состояния Ms=0 и произвольного значения Mi в состояние с Ms=1 с тем же значением ядерного спина Mi проявляется в уменьшении флюоресценции системы. Переходы для разных значений проекции ядерного спина Mi отличаются резонансной частотой. Приложение Pi импульса переворачивает электронный спин Ms в зависимости от значения проекции ядерного спина. В случае, если частота Pi импульса совпала с резонансом для проекции ядерного спина Mi, Pi импульс подействует на электронный спин Ms и переведет его из состояния Ms=0 в состояние Ms=1, при этом проекция ядерного спина не изменится, (см. фиг. 9) Таким образом можно судить о том, в каком состоянии находится ядерный спин системы. Если он находится в состоянии Mi=+1 - то импульс на частоте разрешенного дипольного перехода переведет систему в состояние с |Ms=1, М_I=+1>, и флюоресценция системы уменьшится.
Claims (21)
1. Гироскоп на NV-центрах в алмазе, включающий алмазную пластину, источник зеленого света, оптическую систему для направления зеленого излучения на алмазную пластину, фотодетектор для детектирования флюоресценции центров окраски в алмазной пластине, оптические элементы, позволяющие направить флюоресценцию от алмазной пластины на фотодетектор, источник сверхвысокочастотного излучения, источник радиочастотного излучения, источник постоянного магнитного поля, отличающийся тем, что имеет энергоэффективную микроволновую антенну, создающую сильное продольное однородное поле в полном объеме кристалла с возможностью перестройки по частоте, при этом гироскоп выполнен с возможностью привязки частоты микроволнового поля к переходу в центре окраски.
2. Гироскоп на NV-центрах в алмазе по п. 1, отличающийся тем, что используется алмазная пластина, в которой концентрация NV-центров лежит в диапазоне 1-100 мд, концентрация азота не более чем в 5 раз превышает концентрацию NV-центров, концентрация остальных примесей - менее 1 мд.
3. Гироскоп на NV-центрах в алмазе по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в состав конструкции входит источник зеленого света с длиной волны от 500 нм до 580 нм лазерного или фотодиодного типа мощностью не менее 0,1 Вт и оптическая система для направления зеленого излучения на алмазную пластину и создания плотности мощности накачки не менее 10 Вт/мм2, а также фотодетектор для детектирования флюоресценции центров окраски в алмазной пластине и оптические элементы, позволяющие направить флюоресценцию от алмазной пластины на фотодетектор, причем используется фотодетектор, работающий в диапазоне 600-800 нм, имеющий полосу пропускания не менее 6 МГц и обеспечивающий соотношение сигнал-шум на выходе не менее 60 дБ.
4. Гироскоп на NV-центрах в алмазе по п. 3, отличающийся тем, что используется источник сверхвысокочастотного излучения с диапазоном частот 2.6-3 ГГц, модулируемый по амплитуде и частоте, антенна для создания СВЧ поля, выполненная таким образом, что создает магнитное поле не менее 0,3 Гс в направлении вдоль поверхности алмаза с равномерностью поля на пластине более 90%.
5. Гироскоп на NV-центрах в алмазе по п. 4, отличающийся тем, что используется источник радиочастотного излучения с частотой до 10 МГц.
6. Гироскоп на NV-центрах в алмазе по п. 5, отличающийся тем, что используется источник постоянного магнитного поля, позволяющий создать поле до 20 Гс и имеющий температурную стабильность выше 1 градуса в час.
7. Гироскоп на NV-центрах в алмазе по п. 6, отличающийся тем, что содержит управляющую схему, которая обеспечивает формирование сигнальных последовательностей управления СВЧ, РЧ и источником оптической накачки, перестройку частоты полей, а также формирует обратную связь для исключения из сигнала посторонних внешних воздействий
8. Гироскоп на NV-центрах в алмазе по п. 7, отличающийся тем, что оптические элементы обеспечивают эффективность сбора излучения флюоресценции выше 50%.
9. Способ измерения вращения квантовым датчиком с кристаллом алмаза, содержащего систему из ансамбля NV-центров, включающий следующие этапы:
а. приведение системы из ансамбля NV-центров и окружающих ядерных спинов в состояние, чувствительное к вращению, через N циклов поочередного переноса населенности с состояний ms=0,±1, mI=±1 в состояние ms=0, mI=0, при этом каждый цикл включает в себя следующую последовательность импульсов:
i. оптический импульс продолжительностью от 300 до 1500 нс для перевода системы в состояние ms=0, и равномерным распределением mI=1,-1,0,
ii. СВЧ импульс площадью pi для перевода системы из состояния ms=0, mI=1 в состояние ms=+1, mI=1,
iii. РЧ импульс площадью pi для перевода системы из состояния ms=+1, mI=1 в состояние ms=+1, mI=0,
iv. оптический импульс длительностью от 300 до 1500 нс на длине волны 532 некогерентного возбуждения, который сохраняет спиновые состояния ядра в присутствии осенаправленного внешнего магнитного поля и переводит систему в состояния ms=0, mI=-1 и ms=0, mI=0,
v. повторение пунктов ii…iv для системы в состоянии с ms=0, mI=-1, что позволяет поляризовать спин с состояния ms=0, mI=-1 (пункт iv) в состояние ms=0, mI=0,
при этом N лежит в диапазоне от 1 до 5000 раз;
b. управление системой во время нахождения в состоянии измерения, включающее использование радиочастотных импульсов для фильтрации внешних источников шума, уменьшение влияния температуры и внешнего магнитного поля за счет проведения измерений на |-1> и |1> переходах электронного спина, а также измерения магнитного поля при помощи кристалла алмаза;
c. считывание информации о вращении за счет измерения геометрической фазы Берри, накопленной во время измерения, за счет следующей последовательности действий,
i. приложение радиочастотного импульса Pi/2 на частоте, отстроенной от частоты сверхтонкого расщепления на величину dF*,
ii. измерение состояния ядерного спина посредством приложения CNOT оператора на систему электронный спин - ядерный спин, например, с помощью микроволнового импульса площадью Pi, на частоте электронного резонанса, отстроенного на величину сверхтонкого расщепления,
iii. измерение интенсивности отклика флюоресценции.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016116860A RU2661442C2 (ru) | 2016-11-28 | 2016-11-28 | Гироскоп на nv-центрах в алмазе |
| EP17872976.0A EP3546886A4 (en) | 2016-11-28 | 2017-04-24 | GYROSCOPE BASED ON NITROGEN EMPTY CENTERS IN DIAMOND |
| PCT/RU2017/050029 WO2018097764A1 (ru) | 2016-11-28 | 2017-04-24 | Гироскоп на nv-центрах в алмазе |
| US16/347,811 US10890448B2 (en) | 2016-11-28 | 2017-04-24 | Gyrocope based on nitrogen vacancy centers in diamond |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016116860A RU2661442C2 (ru) | 2016-11-28 | 2016-11-28 | Гироскоп на nv-центрах в алмазе |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016116860A RU2016116860A (ru) | 2018-05-28 |
| RU2016116860A3 RU2016116860A3 (ru) | 2018-05-28 |
| RU2661442C2 true RU2661442C2 (ru) | 2018-07-16 |
Family
ID=62195978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016116860A RU2661442C2 (ru) | 2016-11-28 | 2016-11-28 | Гироскоп на nv-центрах в алмазе |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10890448B2 (ru) |
| EP (1) | EP3546886A4 (ru) |
| RU (1) | RU2661442C2 (ru) |
| WO (1) | WO2018097764A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2793075C2 (ru) * | 2022-09-23 | 2023-03-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Сенсор Спин Технолоджис" | Гироскоп на NV-центрах в алмазе |
| WO2024063673A3 (ru) * | 2022-09-23 | 2024-05-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Сенсор Спин Технолоджис" | Гироскоп на nv-центрах в алмазе |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4014056A1 (en) * | 2019-10-02 | 2022-06-22 | X Development LLC | Magnetometry based on electron spin defects |
| DE102019219052A1 (de) | 2019-12-06 | 2021-06-10 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Ermittlung der Änderung einer Orientierung im Raum eines NMR-Gyroskops sowie ein NMR-Gyroskop |
| CN111568418B (zh) * | 2020-06-03 | 2023-05-26 | 中北大学 | 一种基于金刚石nv色心用于心磁测量的磁强计及心磁测量*** |
| CN111650543B (zh) * | 2020-06-16 | 2022-06-10 | 宿迁学院 | 一种基于金刚石nv色心的微波近场矢量测量方法 |
| CN111855432B (zh) * | 2020-07-20 | 2021-03-30 | 华中科技大学 | 高温高应变率下钛合金材料应力应变曲线测试装置及方法 |
| CN112083364B (zh) * | 2020-07-29 | 2023-09-08 | 奥为电子科技(南京)有限公司 | 一种微波场和温度场阵列式定量测试***及方法 |
| CN113804941B (zh) * | 2021-11-22 | 2022-08-16 | 安徽省国盛量子科技有限公司 | 基于金刚石nv色心的电流测量装置及测量方法 |
| CN114441794B (zh) | 2022-04-08 | 2022-10-04 | 之江实验室 | 基于固态原子自旋几何相的光悬浮角速度测量装置与方法 |
| CN116297379B (zh) * | 2023-05-25 | 2023-08-01 | 安徽省国盛量子科技有限公司 | 金刚石nv色心探测位置的确定方法及探头的制备方法 |
| CN117705831B (zh) * | 2024-02-05 | 2024-04-26 | 高速铁路建造技术国家工程研究中心 | 一种基于微波反射的量子传感器及无损检测方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103557855A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-02-05 | 北京航空航天大学 | 一种色心金刚石陀螺 |
| CN103743390A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 北京航空航天大学 | 基于nv-色心金刚石—mems混合结构的陀螺仪及制作方法 |
| US20140327439A1 (en) * | 2013-05-01 | 2014-11-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Stable three-axis nuclear spin gyroscope |
| US20150090033A1 (en) * | 2012-04-13 | 2015-04-02 | The Regents Of The University Of California | Gyroscopes based on nitrogen-vacancy centers in diamond |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BRPI1001938A2 (pt) * | 2010-06-07 | 2012-03-06 | Fechamentos Inteligentes Desenvolvimento De Embalagens Ltda. | Tampa funcional, passível de ser reutilizada como brinquedo lúdico em forma de blocos encaixáveis/empilháveis após o uso como elemento de vedação de embalagens |
| GB201015260D0 (en) * | 2010-09-14 | 2010-10-27 | Element Six Ltd | A microfluidic cell and a spin resonance device for use therewith |
| GB201107730D0 (en) * | 2011-05-10 | 2011-06-22 | Element Six Ltd | Diamond sensors, detectors and quantum devices |
| GB201108644D0 (en) * | 2011-05-24 | 2011-07-06 | Element Six Ltd | Diamond sensors, detectors, and quantum devices |
| EP2745360A4 (en) * | 2011-08-01 | 2015-07-08 | Univ Columbia | CONJUGATES OF NANODIAMANT AND MAGNETIC OR METALLIC PARTICLES |
| GB2495632B (en) * | 2011-10-14 | 2016-08-03 | Element Six Ltd | Quantum processing device |
| CA2907773C (en) * | 2013-04-05 | 2021-06-01 | Research Foundation Of The City University Of New York | Method and apparatus for polarizing nuclear and electronic spins |
| US9910105B2 (en) * | 2014-03-20 | 2018-03-06 | Lockheed Martin Corporation | DNV magnetic field detector |
| US10088336B2 (en) * | 2016-01-21 | 2018-10-02 | Lockheed Martin Corporation | Diamond nitrogen vacancy sensed ferro-fluid hydrophone |
| US9910104B2 (en) * | 2015-01-23 | 2018-03-06 | Lockheed Martin Corporation | DNV magnetic field detector |
| US10088452B2 (en) * | 2016-01-12 | 2018-10-02 | Lockheed Martin Corporation | Method for detecting defects in conductive materials based on differences in magnetic field characteristics measured along the conductive materials |
| US10168393B2 (en) * | 2014-09-25 | 2019-01-01 | Lockheed Martin Corporation | Micro-vacancy center device |
| US10338162B2 (en) * | 2016-01-21 | 2019-07-02 | Lockheed Martin Corporation | AC vector magnetic anomaly detection with diamond nitrogen vacancies |
| US9541610B2 (en) * | 2015-02-04 | 2017-01-10 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for recovery of three dimensional magnetic field from a magnetic detection system |
| WO2016126435A1 (en) * | 2015-02-04 | 2016-08-11 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for estimating absolute axes' orientations for a magnetic detection system |
| WO2017127094A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Lockheed Martin Corporation | Magnetometer with light pipe |
| GB2562193B (en) * | 2016-01-21 | 2021-12-22 | Lockheed Corp | Diamond nitrogen vacancy sensor with common RF and magnetic fields generator |
| GB2562958A (en) * | 2016-01-21 | 2018-11-28 | Lockheed Corp | Magnetometer with a light emitting diode |
| WO2017127096A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Lockheed Martin Corporation | Diamond nitrogen vacancy sensor with dual rf sources |
| US10274550B2 (en) * | 2017-03-24 | 2019-04-30 | Lockheed Martin Corporation | High speed sequential cancellation for pulsed mode |
| US20170343621A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-11-30 | Lockheed Martin Corporation | Magneto-optical defect center magnetometer |
| US10677953B2 (en) * | 2016-05-31 | 2020-06-09 | Lockheed Martin Corporation | Magneto-optical detecting apparatus and methods |
| US10228429B2 (en) * | 2017-03-24 | 2019-03-12 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for resonance magneto-optical defect center material pulsed mode referencing |
| US10459041B2 (en) * | 2017-03-24 | 2019-10-29 | Lockheed Martin Corporation | Magnetic detection system with highly integrated diamond nitrogen vacancy sensor |
-
2016
- 2016-11-28 RU RU2016116860A patent/RU2661442C2/ru active IP Right Revival
-
2017
- 2017-04-24 US US16/347,811 patent/US10890448B2/en active Active
- 2017-04-24 EP EP17872976.0A patent/EP3546886A4/en not_active Ceased
- 2017-04-24 WO PCT/RU2017/050029 patent/WO2018097764A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150090033A1 (en) * | 2012-04-13 | 2015-04-02 | The Regents Of The University Of California | Gyroscopes based on nitrogen-vacancy centers in diamond |
| US20140327439A1 (en) * | 2013-05-01 | 2014-11-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Stable three-axis nuclear spin gyroscope |
| CN103557855A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-02-05 | 北京航空航天大学 | 一种色心金刚石陀螺 |
| CN103743390A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 北京航空航天大学 | 基于nv-色心金刚石—mems混合结构的陀螺仪及制作方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2793075C2 (ru) * | 2022-09-23 | 2023-03-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Сенсор Спин Технолоджис" | Гироскоп на NV-центрах в алмазе |
| WO2024063673A3 (ru) * | 2022-09-23 | 2024-05-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Сенсор Спин Технолоджис" | Гироскоп на nv-центрах в алмазе |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190293425A1 (en) | 2019-09-26 |
| RU2016116860A (ru) | 2018-05-28 |
| EP3546886A4 (en) | 2020-06-24 |
| RU2016116860A3 (ru) | 2018-05-28 |
| EP3546886A1 (en) | 2019-10-02 |
| WO2018097764A1 (ru) | 2018-05-31 |
| US10890448B2 (en) | 2021-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2661442C2 (ru) | Гироскоп на nv-центрах в алмазе | |
| US11346904B2 (en) | Methods and apparatus for optically detecting magnetic resonance | |
| CN109143121B (zh) | 一种基于脉冲调制的微波场定量测试***及方法 | |
| CN108519564B (zh) | 基于金刚石nv色心的三轴固态原子磁传感器及磁场检测方法 | |
| RU2684669C1 (ru) | Прецизионный твердотельный квантовый гироскоп непрерывного действия на базе спинового ансамбля в алмазе | |
| London et al. | Detecting and polarizing nuclear spins with double resonance on a single electron spin | |
| US9121889B2 (en) | Method and apparatus for implementing EIT magnetometry | |
| CN108181594B (zh) | 非交换量子几何相位磁强计 | |
| US7573264B2 (en) | Atomic magnetic gradiometer for room temperature high sensitivity magnetic field detection | |
| Wood et al. | Wide-band nanoscale magnetic resonance spectroscopy using quantum relaxation of a single spin in diamond | |
| EP3529595B1 (en) | Methods and apparatus for magnetic particle analysis using wide-field diamond magnetic imaging | |
| RU2483316C1 (ru) | Способ оптического детектирования магнитного резонанса и устройство для его осуществления | |
| Jensen et al. | Magnetometry with nitrogen-vacancy centers in diamond | |
| Xu et al. | Construction and applications of an atomic magnetic gradiometer based on nonlinear magneto-optical rotation | |
| Suter | Optical detection of magnetic resonance | |
| Weis et al. | Magnetic resonance based atomic magnetometers | |
| Simpson et al. | An optically pumped nuclear magnetic resonance gyroscope | |
| RU2654967C1 (ru) | Способ измерения характеристик магнитного поля | |
| RU2601734C1 (ru) | Способ измерения магнитного поля | |
| Kernevez et al. | Weak field NMR and ESR spectrometers and magnetometers | |
| RU2816560C1 (ru) | Квантовый магнитометр на основе N2V-центров в алмазе | |
| Teale | Magnetometry with ensembles of nitrogen vacancy centers in bulk diamond | |
| US20230090257A1 (en) | Quantum compass | |
| Sharma | NV diamond project for nEDM | |
| Gawlik et al. | Nonlinear Faraday effect and its applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190607 Effective date: 20190607 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191129 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201217 |