Seminarium Zakładu Fotoniki
Włókna ze zintegrowanymi nanodiamentami do rozproszonych pomiarów magnetometrycznych
dr Adam Filipkowski
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mikoelektroniki i Fotoniki
16 listopada 2023 13:00
ul. Pasteura 5, sala 1.03.
Niezwykłe kwantowe właściwości spinowe ujemnie naładowanych centrów wakancji azotowych obecnych w nanodiamentach mogą być precyzyjnie kontrolowane poprzez zastosowanie mikrofal, pól magnetycznych i światła, co umożliwia ich wykorzystanie jako precyzyjnych czujników. Wykazano, że takie czujniki wykorzystujące światłowody z funkcjonalizacją nanodiamentami umożliwiają osiągnięcie czułości pola magnetycznego poniżej nT w stosunku do zlokalizowanych źródeł pola magnetycznego, ale ich potencjał w zakresie rozproszonego wykrywania pozostaje w dużej mierze niezbadany. Objętościowe włączenie cząstek nanodiamentu do rdzenia optycznego światłowodu stwarza możliwość opracowania światłowodów wrażliwych na pole magnetyczne na całej ich długości. Podejście to łączy w sobie zalety trwałego wiązania nanodiamentów z bezpośrednim przestrzennym nakładaniem się ich fluorescencji z modem prowadzonym światłowodu.
W trakcie trwania projektu QUNNA opracowano trzy różne światłowody ze zintegrowanymi nanodiamentami. W dwóch z nich zastosowano metodę zanurzeniową osadzania nanodiamentów w celu wytworzenia światłowodu o stopniowym indeksie z rdzeniem optycznym funkcjonalizowanym objętościowo nanodiamentami oraz światłowodu z zawieszonym rdzeniem z nanodiamentami o średnicy 750 nm umieszczonymi centralnie w rdzeniu o średnicy 1,5 µm. W przypadku trzeciego włókna nanoszono nanodiamenty z zawiesiny rozpuszczalnika do antyrezonansowego włókna z pustym rdzeniem. Następnie zbadano ich zastosowanie w gradiometrii pola magnetycznego opartej na ODMR.