講座內(nèi)容：

弱磁場超高靈敏檢測在科技、國防和民生等很多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，包括生物分子成像、礦藏探測、潛艇跟蹤和核磁共振成像等。磁場探測的原理和方法很多，主要有超低溫超導(dǎo)磁計(jì)、原子氣室磁計(jì)和基于鉆石中色心缺陷的全固態(tài)磁計(jì)。當(dāng)前最高磁場測量精度由原子氣室磁計(jì)保持，可達(dá)到亞飛特斯拉級(jí)，而目前鉆石磁計(jì)只能提供亞皮特斯拉級(jí)靈敏度。本研究利用腔增強(qiáng)法拉第效應(yīng)實(shí)現(xiàn)亞飛特斯拉靈敏度磁場探測，提出將納米鉆石植入微波腔中，利用微波探測微波場偏振旋轉(zhuǎn)。在含有大量色心缺陷的鉆石中傳播的微波其偏振方向在外加磁場作用下會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即法拉第旋轉(zhuǎn)。利用高品質(zhì)微波腔極大地增長微波在鉆石中的有效傳播長度，本方案實(shí)現(xiàn)了全固態(tài)單微波光子探測納特斯拉級(jí)靈敏度和納瓦級(jí)微波探測功率下亞飛特斯拉級(jí)磁檢測靈敏度。