金刚石NV色心磁力仪测磁性能优化

来源：电子测量技术杂志2024年第17期北京时间：

作者：耿佳琪，赵龙，仇如嘉，柯艳国，赵博文

单位：1.国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 合肥 230601; 2.国网安徽省电力有限公司 合肥 230061; 3.安徽省国盛量子科技有限公司 合肥 230088

摘要：金刚石NV色心以其高磁场灵敏度、常温工作等优势成为一种非常有前景的磁场传感器。本文介绍了NV色心测磁原理，设计并搭建了基于NV色心的磁测量系统，通过激光荧光差分光路将噪声降低至约1/8，使用微波混频调制方法将ODMR谱线斜率提升2.5倍左右，最终基于NV色心浓度<300 ppb的金刚石样品实现了0.934 nT/Hz1/2的磁场测量灵敏度。同时设计了基于双微波调制解调的NV测磁系统，并在10 kHz采样率下实现了1.76×10-4的测量不确定度，基于阿伦方差分析方法，在0.2 s统计时间条件下测量不确定度达到10 ppm。

关键词：金刚石NV色心;灵敏度;磁力仪

基金资助：国网安徽省电力有限公司科技项目（52120523000W）资助