Аннотация:Работа посвящена созданию оптомикроволноводного интерфейса для
оптической регистрации электронного спинового резонанса в частицах алмаза
с дефектами типа азот-вакансия, лежащей в основе многих протоколов
квантовой сенсорики. Создаваемый инструмент призван обойти ограничение
стандартной методики работы с NV-центрами, основанной на конфокальной
микроскопии. Создан компактный и гибкий зонд для различных применений
NV-центров, в частности для измерения температуры в живых
свободноподвижных животных.
Для оптимизации создаваемого инструмента были проведены оценки
степени локализации оптического сопряжения алмазной частицы с разными
классами оптических волокон. Предложены различные конфигурации
интегрированных систем доставки СВЧ-излучения, а также
экспериментальные методики их изготовления. Изготовлен
оптомикроволноводный зонд методом травления проводящей структуры.
Длина изготовленного зонда составляет 20 см, диаметр – 270 мкм. Проведены
измерения распределения СВЧ-поля вокруг оптомикроволноводного зонда с
высоким пространственным разрешением, обеспечиваемого вспомогательным
оптоволоконным зондом-измерителем, интегрированного с алмазным
сенсором размером 50х15 мкм. Продемонстрирована субволновая
локализация СВЧ-поля вокруг оптомикроволноводного зонда в пределах 400
мкм, а также экспериментально показана возможность управления
эффективностью доставки СВЧ-излучения к частице путем изменения
конфигурации линии передачи СВЧ-излучения. Продемонстрирована
возможность измерения температуры в живых животных с точностью 0,1 К
помощью оптомикроволноводного зонда.