Comparing continuous and pulsed nitrogen-vacancy DC magnetometry in the optical-power-limited regime
Notice bibliographique
Résumé
Ensembles of nitrogen-vacancy (NV) center spins in diamond offer a robust, precise, and accurate magnetic sensor. As their applications move beyond the laboratory, practical considerations including size, complexity, and power consumption become important. Here, we compare two commonly employed NV magnetometry techniques—continuous-wave (CW) versus pulsed magnetic resonance—in a scenario limited by the total available optical power. We develop a consistent theoretical model for the magnetic sensitivity of each protocol that incorporates NV photophysics—in particular, including the incomplete spin polarization associated with limited optical power; after comparing the models’ behavior to experiments, we use them to predict the relative DC sensitivity of CW versus pulsed operation for an optical-power-limited, shot-noise-limited NV ensemble magnetometer. We find a ∼2−3× gain in sensitivity for pulsed operation, which is significantly smaller than seen in power-unlimited, single-NV experiments [ Phys. Rev. B 84 , 195204 ( 2011 ) PRBMDO 0163-1829 10.1103/PhysRevB.84.195204 ]. Our results provide a resource for practical sensor development, informing protocol choice and identifying optimal operation regimes when optical power is constrained.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».