基于金刚石NV色心的微角度测量方法

作者：伍大锦; 石振荣; 李中豪; 唐军^*; 刘俊

来源：微纳电子技术, 2023, 60(03): 422-426.

DOI：10.13250/j.cnki.wndz.2023.03.013

• 金刚石
• 氮空位(NV)色心
• 微角度检测
• 电子自旋
• 光学探测磁共振(ODMR)
• 共轴磁铁

微角度检测在超高精密测量技术中有着重要的作用。研发了一种基于金刚石氮空位(NV)色心的微角度测量方法，其中NV色心作为微角度检测敏感单元，共轴磁铁作为传感单元，由于共轴磁铁和金刚石NV轴之间不同夹角下的磁场强度变化引起金刚石NV色心自旋能级波动，从而使得光学探测磁共振(ODMR)信号漂移，通过闭环频率锁定技术的实时追踪实现微角度的检测。并对微角度测量进行了理论分析和实验测试，理论和实验结果基本一致。同时，通过该方法获得了微角度传感检测的灵敏度为200 mV/deg,分辨率为10 mdeg,系统的等效角度均方根噪声为0.69 mdeg/Hz1/2。该方法为高灵敏度、高分辨率的微角度检测提供了新的手段，同时实时追踪金刚石多个NV轴，可实现姿态矢量微角度检测。

• 出版日期2023
• 单位中北大学