NV量子中心应用解决方案

支持NV量子态演化信号高速精准捕获与复杂量子控制序列精密生成,提高磁场测量分辨率并缩短量子传感实用化周期

NV量子中心

金刚石氮空位(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量子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。同时,NV量子中心凭借室温工作、纳米级分辨等独特优势,正推动量子传感技术迈向实用化。
NV量子中心

三大技术痛点

在实际应用中,NV量子中心要实现其“理论上的极限灵敏度”,
科研团队与企业目前普遍面临三大核心技术痛点

微弱荧光信号
高速采集难

量子态信息的荧光信号
极其微弱且稍纵即逝,难以精准捕捉

微波激励信号
精密控制难

缺乏极高时间分辨率的设备
实现复杂的量子控制序列

实验室技术
噪声限制大

实际系统中的低频区域
技术噪声严重掩盖真实的量子信号

方案架构

方案以高速数字化仪任意波形发生器和扫频信号源三大核心设备为基础构建。

从时域信号的高速精准捕获,到复杂量子控制序列的灵活编程,再到自旋共振的频率驱动,

全链路系统级优化,帮助科研团队及企业跨越技术鸿沟,揭示NV量子中心深层规律。

德思特Spectrum高速数字化仪

德思特 Spectrum 高速数字化仪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。

高保真捕获自旋态信息

高达 2ns 时间分辨率,精准采集快速演化的微弱荧光信号,实现自旋态信息编码的高保真获取。

稳定保障量子控制时序

高精度同步能力确保复杂量子控制序列严格对齐,为后续量子态分析与磁场测量提供坚实数据支撑。

德思特任意波发生器

德思特 AWG 的高幅度窄脉冲生成能力确保了电光调制器的极速精确触发,为实现超高时间分辨率的精密量子操控提供了核心支撑。

高精度电脉冲控制

输出幅度高幅度的窄电方波脉冲,可精准驱动电光调制器,实现接近高斯形状的超短激光脉冲生成,为精密量子操控提供关键时间分辨率。

驱动相位调制与频率边带生成

可驱动电光相位调制器,生成高频段频率边带,构建稳定激光场,实现光学多个跃迁的精确驱动,满足复杂量子实验需求。

扫频信号源解决方案图源

图源:金刚石中氮空位中心自旋相干性质与量子操控研究

德思特Vaunix扫频信号源

德思特 Vaunix 扫频信号源的极低相位噪声性能确保了 CW-ODMR 谱线的高度锐度与稳定性,为实现μT级高分辨率 NV 磁力计方案提供了关键驱动。

稳定保障量子控制时序

毫秒级精确频率扫描实现连续波光学探测磁共振谱(CW-ODMR)测量,提供 2.7-2.9 GHz 的精确扫频范围,完全覆盖 NV 中心在不同磁场和温度条件下的共振频段;优异相位噪声可低于-114.5 dBc/Hz,保障谱线的锐利度与稳定性,从而支持NV磁力计实现μT级甚至更高分辨率的磁场测量。

应用场景

地球重力场与
构造运动监测

非GPS场景下
精确定位与导航

生物医学成像
(如 MRI)

地下空间成像
(如古遗址、隧道探测)

电磁场、微波、光场
精密测量

高灵敏磁力测量 (如NV磁强计)

方案优势

高保真捕捉
量子态演化信号

具备行业领先的超高时间分辨率与严格同步能力,
精准捕获快速演化的微弱荧光信号,
实现量子态信息的高保真获取。

高精度生成
复杂量子控制序列

具备灵活波形生成与高频调制驱动能力,
可精准输出复杂脉冲序列,
满足精密量子操控对时序与精度的严苛要求。

高效率测量
NV中心共振特性

提供专用频段精确扫频与优异相位噪声性能,
保障ODMR谱线锐利稳定,
支持高分辨率磁场测量与共振特性分析。

全链路覆盖
系统级优化

从信号发生到数据采集的全链路覆盖,
三大核心设备的系统级协同,
全面提升NV量子传感测量性能

多类量子体系实验
需求适配

提供可靠、灵活、高性能的测量工具,
适用于量子传感、量子光学、量子计算等
前沿科研与产业化应用场景

技术服务

德思特作为电子测试测量领域的领先解决方案提供商,我们提供全方位的服务,包括培训服务,项目咨询与额外技术支持服务,检测、认证、校准服务,以及集成和二次开发服务。无论您的项目需求复杂与否,德思特都承诺以最具成本效益的方式助力您实现最高生产力。我们的专业服务体系旨在解决您的每一个挑战,驱动您的业务迈向卓越。

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