SciAdv: Состоялась первая успешная демонстрация двухмедийной NV-лазерной системы

Измерение крошечных магнитных полей, таких как мозговые волны, открывает новые возможности для диагностики и лечения.

Исследовательская группа под руководством доктора Яна Йеске в Fraunhofer IAF работает над новым методом точных измерений магнитного поля — лазерная пороговая магнитометрия. Они объединили NV-алмаз и лазерный диод в резонаторе и создали сенсорную систему с двумя активными средами.

Эта выдающаяся работа опубликована в журнале Science Advances и представляет собой значительный прогресс в финансируемом BMBF исследовательском проекте NeuroQ.

Квантовые датчики на основе центров вакансий азота в алмазе широко используются для точных измерений магнитного поля при комнатной температуре.

Лазерная пороговая магнитометрия — новый метод измерения чрезвычайно низких магнитных полей от фемтотесла до пикотесла. LTM позволяет проводить измерения с большим диапазоном без подавления фоновых полей. Это делает лазерную пороговую магнитометрию полезной для медицинских приложений, таких как измерение биомагнитных сигналов мозга или сердца.

Принцип лазерной пороговой магнитометрии

Принцип LTM был подробно изучен в теории. Исследователи из Института прикладной физики твердого тела Фраунгофера IAF работают над созданием первого лазерного порогового магнитометра.

Лазер на основе NV-центров будет реагировать на магнитные поля, что позволит получить точную информацию о силе и направлении магнитного поля. Поскольку вблизи лазерного порога магнитные поля оказывают сильное влияние на сигнал, их можно очень точно измерить в этой точке. Лазерные сигналы точнее и имеют более широкий динамический диапазон по сравнению с флуоресцентным светом.

В 2022 году исследователи из Fraunhofer IAF показали, как можно усилить свет NV-центров с помощью магнитного поля. Но пока не получилось достичь лазерного порога NV-центров из-за внешнего лазерного источника.

Первая демонстрация лазерного порога

Исследователи объединили NV-алмаз с лазерным диодом в оптическом резонаторе. Это позволило им впервые показать, как система включает или выключает лазер в зависимости от накачки NV-центров.

Учёные совершили прорыв в развитии лазерной пороговой магнитометрии. На этой основе могут быть созданы датчики с контрастностью до 100 процентов, сильными световыми сигналами и широким диапазоном измерения магнитного поля. Об этом рассказал доктор Ян Йеске, исследователь квантовых сенсорных технологий в Fraunhofer IAF.

Лукас Линднер работает над проектом NeuroQ, который финансируется Федеральным министерством образования и научных исследований Германии (BMBF). Цель проекта — создать лазерный пороговый магнитометр для нейронных коммуникационных интерфейсов.

Сейчас команда работает над развитием инновационной системы NV-алмазного лазера и повышением её чувствительности.

08.10.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья

Более дешевые металлогидридные накопители водо...

Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати

Новый метод производства цифрового света для&n...

AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику

Электроны вращаются без электрического за...

Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новый программный комплекс представили ученые ...

В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G

Уникальные фильтры для импульсной терагер...

Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет
Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет

Физическая модель, которая описывает взаимодей...

Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики
Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики

Новый метод синтеза производных пирролизидина ...

Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела
Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела

Термоэлектрический материал, который можно исп...

В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС
В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС

Первый российский комплект интегральных схем д...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
В МФТИ создают новую систему медицинской реабилитации
В МФТИ создают новую систему медицинской реабилитации
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
NC: Ученые ищут способ понять, как клетки чувствуют и реагируют на воздействие
NC: Ученые ищут способ понять, как клетки чувствуют и реагируют на воздействие
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
The Lancet Planetary Health: Жара влияет на физическое развитие младенцев
The Lancet Planetary Health: Жара влияет на физическое развитие младенцев
Показал высокую эффективность: ученые СПбГУ создали гидрогель для лечения ран
Показал высокую эффективность: ученые СПбГУ создали гидрогель для лечения ран
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо
Nature Genetics: Повторный генетический анализ улучшит диагностику миллионов
Nature Genetics: Повторный генетический анализ улучшит диагностику миллионов

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
На старт! Внимание! MITEX!
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
«Вертолеты России» представили на саммите БРИКС Ми-171А3 AURUS, Ми-38 и модернизированный Ансат