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3D光场相机PHOTONIS相机TELOPS红外热像仪NAC高速摄像机Phantom超高速相机Hamamatsu CMOS相机NUVU背照式EMCCD相机FirstLight高速近红外EMCCDDouble Helix Optics深度相机AOS高速相机PCO科学相机Axis超快条纹相机量子信息光学Zurich量子测控Intermodulation微波合成分析QBLOX量子比特控制Swabian时间相关单光子计数Maybell稀释制冷机Basel低噪声超稳定电子设备Excelitas光子探测器UQDevices多光子计数FLIM LABS荧光寿命成像Photonscore光子计数Pi Imaging单光子相机Sparrow单光子源FEMTO低噪声放大器Qusine高精度信号合成器光纤光电器件AOS光纤布拉格光栅Gooch Housego光电器件iXblue电光调制器LUNA光纤传感通信GLOphotonics光子晶体光纤Alnair Labs光学滤波器大气天文探测Miratlas一体化大气监测仪ALCOR SYSTEM天文仪器Plair环境监测系统VOYIS海洋水下探测Bertin天文仪器仪表振镜激光调控SCANLAB扫描振镜EOPC光学扫描系统LINOS激光场镜Cambridge MOVIA振镜Cambridge共振型扫描振镜CRSSill Optics激光场镜MRC激光稳定系统Mirrorcle微扫描镜PLS高速多边形扫描仪光束分析测量Duma光束质量分析仪Liquid多功能测量仪Duma自准直仪HighFinesse波长计Bristol激光波长计数据采集处理Licel数据采集系统AlazarTech高速数据采集处理Spectrum高速数字化仪AMPI刺激器Alnair Labs电脉冲发生器Keysight电子测量与分析仪器AnaPico射频微波信号分析与测量D-TACQ高性能同步数据采集红外光谱ARCoptix红外光谱仪PhaseTech二维红外光谱仪NLIR中红外传感器Optogama红外观察仪IR ViewerEMO高性能红外观测仪超快测量整形Swamp Optics超短脉冲测量FemtoEasy超快测量PhaseTech飞秒光谱脉冲整形n2 Photonics飞秒脉冲压缩few cycle超快激光技术Amonics超短脉冲分析仪太赫兹Lytid太赫兹技术磁场分析测量Metrolab磁场测量光学元器件光栅few cycle超快啁啾镜Wasatch OCT光栅光谱OptiGrate布拉格光栅Spectrogon光栅滤光片Layertec滤波片Alluxa超窄带滤光片Chroma滤光片Andover带通滤光片Acton紫外衰减片Ondax光学元件Spectrogon滤光片Asahi滤光片反射镜镀膜Layertec超快激光反射镜VIAVI高功率大尺寸光学元件镀膜Acton紫外光学元件OptoSigma超级反射镜Optoman超快激光反射镜B.Halle光学元件波片支架转台Lexitek电动旋转台Prior纳米定位压电平台Piezoconcept纳米定位器其他常用光学表面清洁剂First Contact大型仪器显微系统LyncéeTec数字全息显微镜反射式数字全息显微镜DHM-R透射式数字全息显微镜DHM-TFemtonics多光子显微镜Prospective多光子显微镜Lumicks光镊荧光Lumicks m-Trap光镊Lumicks C-Trap光镊自动化机械ISP精密自动化机械设备微纳加工WOP飞秒激光微加工系统LasernanoFab微纳加工系统加速质谱仪HVE离子束和电子束设备HVE加速器质谱仪HVE离子加速器系统Ionplus加速器质谱仪低能量碳十四小型加速器质谱系统LEA放射性碳定年小型加速器质谱系统MICADAS多核素低能量小型加速器质谱系统MILEA light多核素低能量小型加速器质谱系统MILEA半导体设备Plassys薄膜沉积和蚀刻设备Picosun原子层沉积TSST脉冲激光沉积Sentech等离子刻蚀原子层沉积MBE分子束外延设备Plasma-Therm半导体刻蚀光伏设备WEP电化学ECV掺杂浓度检测pv-tools接触电阻测试仪Horiba椭圆偏振光谱仪Sinton少子寿命测试仪Horiba氧/氮/氢分析仪合作自营赋同量子超导纳米线单光子探测北京卓镭超快激光TINY系列Nd:YAG 纳秒激光器BLAZER系列中高功率超快皮秒激光器LAMBER系列纳秒激光器国盾量子科学仪器国盾量子高亮度纠缠源国盾量子高速近红外单光子探测器国盾量子高速皮秒脉冲激光器国盾量子可见光波段单光子探测器SURISE热风式大气湍流模拟器SURISE液晶大气湍流模拟器SURISE夏克-哈特曼波前传感器SURISE全息光镊系统SURISE飞秒激光频率梳SURISE高性能激光器SURISE高时间对比度TW/PW激光系统SURISE数字微镜阵列DMDSURISE大气光学参数测量仪SURISE光学仪器专用干燥柜解决方案自适应光学多光子显微成像光学相干层析成像OCT大气湍流大气激光雷达量子光学合作伙伴 首页 行业新闻 大气压的140万倍！中国科学家打破量子传感器的工作压力记录 大气压的140万倍！中国科学家打破量子传感器的工作压力记录 光子盒研究院出品 近日，中国科学院的物理学家发现，基于金刚石晶体结构中的微观缺陷的量子传感器可以在高达140吉帕（压强单位，1吉帕等于10亿帕）的压力下工作，这相当于140万个标准大气压。由此也创造了基于氮空位（NV）中心的量子传感器的工作压力记录，其新发现的耐久性可能有利于凝聚态物理和地球物理学的研究。 测量不同压力下NV色心的光致发光。 01 金刚石中的NV色心：脆弱 当金刚石中两个相邻的碳原子被一个氮原子和一个空的晶格位点取代时，就会出现NV色心。它们就像具有不同自旋的微小量子磁铁，当用激光脉冲激发时，它们发出的荧光信号可以用来监测附近材料样本磁性的微小变化。这是因为发射的NV中心信号的强度随着当地磁场的变化而变化。 问题是，这种传感器很脆弱，而且往往在恶劣的条件下无法工作。这使得它们难以用于研究地球内部，因为那里普遍存在吉帕（GPa）的压力，或调查像氢化物超导体这样的材料，这些材料是在非常高的压力下制造的。 02 光学检测的磁共振 吉帕压力下的金刚石量子传感器 在吉帕压力下金刚石NV中心的光学检测磁共振（ODMR） 在这项新工作中，由中国科学院北京凝聚态物理国家研究中心和物理研究所的刘刚钦领导的团队，首先创建了一个被称为金刚石砧单元（DAC，diamond anvil cell）的微观高压室，在其中放置他们的传感器：这些传感器由含有NV色心组合的微金刚石组成。这种类型的传感器的工作得益于一种叫做光学检测磁共振（ODMR）的技术，在这种技术中，样品首先用激光（波长为532纳米）激发，然后通过微波脉冲进行操作。研究人员使用一种薄的铂金丝来应用微波脉冲，这种铂金丝对高压很坚固。最后再测量所发射的荧光。 “在实验中，我们首先测量了不同压力下NV中心的光致发光，”刘解释说：“我们在将近100吉帕时观察到了荧光，这是一个出乎意料的结果，促使我们进行后续的ODMR测量。” 虽然这个结果令人惊讶，但刘指出，金刚石晶格非常稳定，不会发生相变，即使在100吉帕（1Mbar，或地球海平面大气压的近100万倍）的压力下也是如此。虽然如此高的压力确实改变了NV色心的能量水平和光学特性，但在更高的压力下，改变的速度会减慢，从而使荧光得以持续。即便如此，刘刚钦解释道，在Mbar压力下获得ODMR光谱“并非易事”。 “我们必须克服许多技术挑战，其中一个特别的问题是，高压会降低NV的荧光信号，并带来额外的背景荧光。” 研究人员通过使用大量的NV色心组合（大约5×105个在一个单一的微金刚石中）和优化其实验系统的光收集效率来克服这些问题。但是，他们还需要避免在传感器上出现大的压力梯度：因为压力分布的任何不均匀性都会扩大OMDR光谱并降低信号对比度。 “为了应对这一挑战，我们选择了溴化钾（KBr）作为压力介质，并将检测体积限制在1um3左右，我们能够使用这种方法在将近140GPa的压力下获得NV色心的ODMR。” 刘刚钦补充说，最大的压力可能会更高，因为压力引起的NV色心能级的修改结果比预期的要小。“实现这一目标的关键挑战是产生压力梯度小或无压力的高压。这可能是使用惰性气体作为压力传递介质的可能性。” 03 正在确定传感器的高压极限 金刚石NV色心的量子控制以及应变和磁场的原位传感 最后，这些实验表明，NV色心可以被用作原位量子传感器（situ quantum sensors），用于研究Mbar压力下材料的磁性。 现在，研究人员正在计划优化他们的传感器并确定其高压极限；他们还希望提高磁灵敏度（通过优化荧光收集效率），并开发多模式传感方案，以同时测量温度和磁场。 论文原文： https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2204/2204.05064.pdf 参考链接： https://physicsworld.com/a/quantum-sensor-survives-at-record-high-pressures/ 免责声明：本文旨在传递更多科研资讯及分享，所有其他媒、网来源均注明出处，如涉及版权问题，请作者第一时间联系我们，我们将协调进行处理，最终解释权归旭为光电所有。 史上最全量子信息教育资源汇总 周报 | 2025，国际量子科学技术年？；河南建设中原量子谷 美国首个商用量子网络接受客户申请；天翼量子密话获通信软件安全顶级认证 杭州亚运会上，量子加密保障赛事通信网络；欧盟将密切关注量子技术免受侵害 Chip以封面文章发表清华大学孙洪波、林琳涵团队最新成果：等离激元杂化量子发射体中的光控量子电动力学 「阿里巴巴」裁撤量子实验室！ 高达81亿欧元！欧盟计划大力发展量子通信计算等技术
