|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Квантовая световодная магнитная градиометрияНИР
Quantum fiber-optic magnetic-field gradiometry
- Руководитель НИР: Желтиков А.М.
- Участники НИР: Ланин А.А., Мещанкин Д.В., Митрофанов А.В., Показеев П.А., Почечуев М.С., Сафронов Н.А., Серебрянников Е.Е., Федотов А.Б., Федотов И.В.
- Подразделение: Международный учебно-научный лазерный центр
- Срок исполнения: 24 июня 2016 г. - 31 декабря 2017 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 16-52-00190
- Номер ЦИТИС: 116062010179
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
- ПН России: Индустрия наносистем
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.33.47 Воздействие лазерного излучения на вещество
-
Ключевые слова:
градеометрия, nv-центры, волоконные сенсоры
fiber sensor, nv-centers -
Описание:
Электронный спин центров окраски азот-вакансия в алмазе представляет собой уникальную твердотельную квантовую систему обеспечивающую исключительные возможности для высокоточной локальной магнитометрии. В рамках данного проекта предполагается исследование и создание компактного волоконного твердотельного магнитного градиометра, а также многоканальной волоконной системы для визуализации карты магнитного поля. Основной идеей является интеграция квантового магнитного сенсора на основе NV-центров алмаза со специальными волоконными интерфейсами, позволяющими эффективно доставлять излучение оптического и СВЧ диапазонов к сенсору в нескольких пространственно разнесенных точках для возбуждения и детектирования спинов NV-центров в зависимости от пространственного распределения магнитного поля.
-
Планируемые результаты:
Мы планируем продемонстрировать, что дифференциальное детектирование магнитного резонанса NV-центров алмаза позволяет осуществлять высокоточную градиометрию магнитного поля, а также составлять детальную карту магнитного поля с высоким пространственным разрешением при комнатной температуре в волоконном формате.
- Добавил в систему: Желтиков Алексей Михайлович
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 24 июня 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Квантовая световодная магнитная градиометрия |
| Результаты этапа: Электронный спин центров окраски азот-вакансия в алмазе представляет собой уникальную твердотельную квантовую систему обеспечивающую исключительные возможности для высокоточной локальной магнитометрии. В рамках данного проекта проводится исследование и создание компактного волоконного твердотельного магнитного градиометра, а также многоканальной волоконной системы для визуализации карты магнитного поля. Основной идеей является интеграция квантового магнитного сенсора на основе NV-центров алмаза со специальными волоконными интерфейсами, позволяющими эффективно доставлять излучение оптического и СВЧ диапазонов к сенсору в нескольких пространственно разнесенных точках для возбуждения и детектирования спинов NV-центров в зависимости от пространственного распределения магнитного поля. В ходе первого года выполнения проекта нами предложен новый подход проведения градиометрии магнитного поля при комнатной температуре с высокой чувствительности, позволяющий восстанавливать трехмерное направление индукции поля. В нашем подходе используется кристалл алмаза с NV-центрами, к которому подходят два световода с интегрированной СВЧ линией, что дает возможность измерять дифференциальный сигнал магнитного резонанса в пространстве и времени. Были реализованы две различных экспериментальных конфигурации по измерению градиента магнитного поля в волоконном формате обеспечивающие высокую чувствительность и устойчивость к временным флуктуациям магнитного поля. Подобраны оптимальные параметры зондирования для каждой из выбранных конфигураций и проведено экспериментальное сравнение чувствительностей к градиенту магнитного поля. Предлагаемый подход позволяет эффективно подавить временные флуктуации сигнала и предоставляет чувствительность измерения градиометрии магнитного поля на уровне 10-7 нТл/(нмГц0.5) | ||
| 2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Квантовая световодная магнитная градиометрия |
| Результаты этапа: В ходе второго года выполнения проекта была проведена существенная миниатюризация волоконного градиометра за счет интеграции алмазной частички с NV-центрами c многосердцевинным микроструктурированным волокном с напыленной непосредственно на него СВЧ линией. Такая конструкция градеометра обеспечило пространственное разрешение порядка 6 мкм при внешнем диаметре зонда менее 100 мкм, что делает зонд применимым для биологических приложений. Эффективность сопряжения сенсорной частички с СВЧ полем проверялась экспериментально при помощи измерения распределения СВЧ поля около зонда при помощи дополнительной алмазной частички с NV-центрами размером порядка 5 мкм. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".