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（ODMR）光探測磁共振實(shí)驗(yàn)套件

光探測磁共振實(shí)驗(yàn)套件是較好的量子教學(xué)教學(xué)工具包，它適用于在量子領(lǐng)域接受培訓(xùn)的本科生和研究生。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠設(shè)置、控制和讀出基于金剛石NV中心的固態(tài)自旋量子比特中的量子數(shù)據(jù)。該套件允許學(xué)生在室溫下探索和表征量子比特。

光探測磁共振（Optically Detected Magnetic Resonance，ODMR）是指原子、分子的光學(xué)頻率的共振與射頻或微波頻率的磁共振同時(shí)發(fā)生的雙共振現(xiàn)象，用ODMR 記錄的是磁共振態(tài)時(shí)對光響應(yīng)的變化。ODMR 具有高靈敏度和高分辨率等優(yōu)勢，與熒光、拉曼、圓二色性及閃光光解等實(shí)驗(yàn)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來, 成為研究生物大分子（分子量從幾千到幾百萬）的能態(tài)、結(jié)構(gòu)與過程的有力手段。

利用金剛石氮- 空位（NV）色心作為納米尺度的“量子探針"，結(jié)合ODMR 技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)納米級的高空間分辨以及單電子自旋甚至是單個(gè)核自旋的超高探測靈敏度，是一種新型的微觀磁共振技術(shù)。NV色心（Nitrogen-Vacancy Center）是金剛石中的一種點(diǎn)缺陷，由一個(gè)氮原子替代了金剛石晶格中的一個(gè)碳，鄰近位置同時(shí)存在一個(gè)碳原子的空位，因此被稱為氮- 空位色心。NV 色心通常具備兩種電荷狀態(tài)，帶一個(gè)負(fù)電荷狀態(tài)的NV- 和電中性狀態(tài)的NV0，其中帶負(fù)電荷狀態(tài)的NV 色心具備優(yōu)良的光探測磁共振性質(zhì)（文中NV 均指NV-）。

通過脈沖式微波操控量子態(tài)，然后用激光極化NV 色心的同時(shí)通過統(tǒng)計(jì)熒光光子的計(jì)數(shù)來判斷NV 色心當(dāng)前所處的量子態(tài)，利用單自旋體系對外界環(huán)境的敏感性從而得到樣品的相關(guān)屬性。

結(jié)構(gòu)示意圖：

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

實(shí)驗(yàn)1- 簡介

讓學(xué)生熟悉物理系統(tǒng)（鉆石中的NV）、實(shí)驗(yàn)設(shè)置和采集軟件。

實(shí)驗(yàn)室2- ODMR測量

在各種磁場下進(jìn)行微波掃頻ODMR測量，并找到NV的共振頻率。

實(shí)驗(yàn)室3-ODMR拉比振蕩

觀察和測量拉比振蕩，既作為微波脈沖長度的函數(shù)，也作為微波脈沖幅度的函數(shù)。

實(shí)驗(yàn)4-弛豫時(shí)間

測量此裝置中使用的金剛石樣品中NV中心的弛豫時(shí)間（T2、T2、T1）。

實(shí)驗(yàn)5-動態(tài)解耦

動態(tài)解耦序列實(shí)驗(yàn)，如Carr-Purcell Meiboom-Gill、XY8，并測量這些序列中相干時(shí)間。

實(shí)驗(yàn)室6-單量子比特操作和量子態(tài)層析成像

執(zhí)行單量子比特操作（布洛赫球中的旋轉(zhuǎn)），并使用量子態(tài)斷層掃描測量門的保真度。

** 關(guān)于系統(tǒng)介紹和實(shí)驗(yàn)課程，詳情可咨詢上海昊量光電設(shè)備有限公司。另外，我司還提供NV色心薄膜，NV色心探針及陣列等，用于單光子源或ODMR探測。