德思特应用 | 赋能 NV 量子传感：从高速瞬态记录到精密信号生成的全面解决方案

一、方案背景

NV 中心是金刚石晶格中一种特殊的 “缺陷结构”，简单说就是一个氮原子替代了原本的碳原子，同时在相邻位置留下一个空位，两者组合形成的功能单元。NV中心凭借其电子自旋对外部磁场的极端敏感性，结合光学读出机制，实现了超越传统磁力计的性能表现。然而，实验室的理想灵敏度往往受到实际系统中技术噪声的限制，尤其是在低频区域。

金刚石氮空位（NV）中心凭借其室温工作、纳米级分辨等独特优势，正推动量子传感技术迈向实用化。然而，要实现其理论灵敏度，必须克服微弱荧光信号的高速采集和微波激励信号的精密控制两大核心技术挑战。德思特可提供高速瞬态记录仪、任意波形发生器（AWG） 和扫频信号源三大核心设备，形成了针对NV量子传感的完整测量解决方案。

二、高速瞬态记录：捕捉量子态演化的精密时域信息

在NV中心量子传感中，自旋态的信息编码在随时间快速演化的微弱荧光信号中。这些信号的精准采集对于后续的量子态分析和磁场测量至关重要。德思特合作伙伴Spectrum高速瞬态记录仪能够以高达2ns的时间分辨率精确捕获这些信号，为脉冲式测量方案提供了关键支撑。北航团队基于该设备实现的脉冲锁定检测（PULI）方案，成功将锁定检测的噪声抑制能力引入脉冲方法，使灵敏度提升4倍，最小可检测磁场改善60倍。设备的高精度同步能力确保了整个量子控制序列的时序一致性，为复杂量子传感方案的实施奠定了基础。

三、任意波形发生器：实现复杂量子控制序列的灵活编程

德思特AWG在量子控制中发挥重要作用。TS-AWG-5000系列能生成高幅度窄脉冲控制电光调制器，该设备能够产生高幅度（大于1.5伏）的窄电方波脉冲，以精确控制电光幅度调制器，从而产生超短激光脉冲。利用这种机制，能够产生接近高斯形状的光脉冲，其半高全宽最窄可达280ps，为精密量子操控提供了必要的时间分辨率。

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实现复杂量子控制序列的灵活编程

德思特AWG在量子控制中发挥重要作用。TS-AWG-5000系列能生成高幅度窄脉冲控制电光调制器，该设备能够产生高幅度（大于1.5伏）的窄电方波脉冲，以精确控制电光幅度调制器，从而产生超短激光脉冲。利用这种机制，能够产生接近高斯形状的光脉冲，其半高全宽最窄可达280ps，为精密量子操控提供了必要的时间分辨率。

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实现复杂量子控制序列的灵活编程

德思特AWG在量子控制中发挥重要作用。TS-AWG-5000系列能生成高幅度窄脉冲控制电光调制器，该设备能够产生高幅度（大于1.5伏）的窄电方波脉冲，以精确控制电光幅度调制器，从而产生超短激光脉冲。利用这种机制，能够产生接近高斯形状的光脉冲，其半高全宽最窄可达280ps，为精密量子操控提供了必要的时间分辨率。

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实现复杂量子控制序列的灵活编程

德思特AWG在量子控制中发挥重要作用。TS-AWG-5000系列能生成高幅度窄脉冲控制电光调制器，该设备能够产生高幅度（大于1.5伏）的窄电方波脉冲，以精确控制电光幅度调制器，从而产生超短激光脉冲。利用这种机制，能够产生接近高斯形状的光脉冲，其半高全宽最窄可达280ps，为精密量子操控提供了必要的时间分辨率。

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四、扫频信号源：驱动NV自旋共振的频率引擎

虽然AWG在时域控制上具有优势，但在需要连续频率扫描的应用场景中，德思特Vaunix扫频信号源仍然发挥着核心作用。该设备在NV量子传感中扮演着双重角色：既是研发阶段的性能标定工具，也是实际测量中的工作驱动核心。

在连续波光学探测磁共振谱（CW-ODMR）测量中，扫频信号源通过精确的频率扫描获取NV中心的共振特性。其2.7-2.9 GHz的扫频范围完全覆盖了NV中心在不同磁场条件下的共振频段，而低于-114.5 dBc/Hz的优异相位噪声则确保了ODMR谱线的锐利度和稳定性。这些特性使得基于扫频的NV磁力计能够实现μT级甚至更高的磁场分辨率。

点击链接，查看方案详情：德思特应用 | 解密 NV 量子传感核心！扫频信号源如何赋能高精度磁场测量？

五、结语

德思特基于高速瞬态记录仪、任意波形发生器和扫频信号源的NV量子传感解决方案，通过系统级优化实现了测量性能的全面提升。从基础研究到产业化应用，我们为量子传感领域提供了可靠、灵活、高性能的测量工具。

如果您正在探索量子传感的奥秘，或希望将先进的量子测量技术应用于您的项目，欢迎与德思特联系。让我们携手合作，共同推动量子传感技术迈向新的高度，用更精准的测量揭示世界的深层规律。