AWG 在量子传感器测试中的
应用解决方案
方案背景
量子传感器是一种利用量子力学原理（如量子叠加、自旋态、量子纠缠）感知物理世界变化的先进测量设备。与传统传感器依赖大量粒子平均效应不同，量子传感器能从单个原子级别提取信息，从而实现更高的灵敏度、分辨率和抗干扰能力。
量子传感器广泛应用于：
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、光场的
精密测量
高灵敏磁力
测量（如NV
磁强计）
经典传感器 vs 量子传感器
德思特 AWG 在量子传感器测试中的应用解决方案
方案简介
本方案介绍了德思特TS-AWG7000系列任意波形发生器在量子传感器研究与实验控制中的具体应用，特别是在操控单个 NV 中心、实现纳秒/皮秒级激光脉冲、调制微波场等方面的关键作用。
通过精确控制的电光脉冲序列、微波调制和频率合成，TS-AWG7000为量子传感实验提供了高保真、高稳定性、高重复性的信号控制能力，满足了对超短时间分辨率、超高频谱纯度与多通道同步 的严格要求。
在量子传感器的应用中，典型技术包括磁共振成像（MRI）、原子钟和基于氮空位（NV）中心的磁传感器。
磁共振成像（MRI）
MRI 量子传感器已存在数十年。例如，MRI 机器使用量子传感器，自 20 世纪 70 年代起就已问世。在这类机器内部，体内的原子会被转化为单个量子传感器。MRI 利用磁场操控人体内原子的一种称为 “自旋” 的量子特性，这些自旋对磁场的响应可以被测量并转化为图像。
氮空位（NV）磁强计
原子钟是最早的量子传感器之一，自20世纪50年代起用于GPS卫星计时，并定义了国际单位制中的"秒"。如今，量子传感技术已取得新突破，例如基于钻石中氮空位中心（NV中心）的磁强计：当钻石晶格中两个相邻碳原子被一个氮原子和一个空位取代时，就形成了这种超高灵敏度的量子传感器。
德思特任意波形发生器（AWG）关键应用
NV 中心的工作原理
电脉冲控制
相位调制与频率边带
方案优势
适配量子
实验需求
满足 NV 中心、原子钟、
冷原子等多类量子
体系控制要求
纳秒/皮秒
分辨率
提供 <200 ps 的激光
调控能力，
支持超快量子动力
学过程测量
高频/宽带
信号控制
频率调制范围
可达6GHz，
覆盖 NV 体系常见
微波激发频段
一体化
控制平台
集成激光触发、电光
调制、微波扫描功能，
简化系统架构
软件
易用性强
参数化编辑 + 多通道
同步 + 序列控制，
支持自动闭环输出
可扩
展性强
支持多通道扩展、
外部触发、反馈闭环等
高级功能
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