磁场强度的推定方法与流程

本发明涉及磁场强度的推定方法，特别涉及使用了金刚石传感器的磁场强度的推定方法。

背景技术：

1、金刚石传感器也称为量子传感器，是利用存在于金刚石的内部的氮－空位复合体(即，nv(nitrogen－vacancy)色心)所具有的、灵敏地检知环境变化而量子状态改变的特性的传感器，作为磁场、电场、温度、应变等的高灵敏度传感器的应用受到期待。

2、与金刚石传感器相关的技术例如已知有下述非专利文献记载的技术。作为一例，在非专利文献1中记载了以下技术：利用量子状态的共振频率根据磁场的强度而变化的性质(塞曼效应)，在施加了外部磁场的状态下对金刚石的nv色心照射绿色的激发光并且扫描微波，取得从nv色心发出的红色的荧光的光谱，基于所取得的光谱的峰值频率(即共振频率)来推定磁场强度。

3、现有技术文献

4、非专利文献

5、非专利文献1：felix m.sturner et al.，“compact integrated magnetometerbased on nitrogen－vacancy centres in diamond”，diamond&related materials 93(2019)59－65，http://www.elsevier.com/locate/diamond

6、非专利文献2：akihiro kuwahata et al.，“magnetometer with nitrogen－vacancy center in a bulk diamond for detecting magnetic nanoparticles inbiomedical applications”，scientific reports(2020)10:2483，https://doi.org/10.1038/s41598－020－59064－6

7、非专利文献3：kento sasaki et al.，“broadband,large－area microwaveantenna for optically detected magnetic resonance of nitrogen－vacancycenters in diamond”，review of scientific instruments 87,053904(2016)，http://dx.doi.org/10.1063/1.4952418

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、但是，在非专利文献1记载的推定方法中，由于所取得的荧光的光谱还包含电场的波动、磁场的波动这样的环境噪声和激发光的波动这样的噪声，因此，存在影响磁场强度的推定精度的问题。

3、本发明是为了解决这样的技术课题而做出的，其目的在于，提供能够提高磁场强度的推定精度的推定方法。

4、用于解决课题的手段

5、本发明涉及的磁场强度的推定方法的特征在于，包括：荧光检测步骤，在该荧光检测步骤中，在施加了外部磁场的状态下对具有氮－空位复合体的金刚石照射激发光并且扫描微波，检测从所述金刚石发出的荧光；噪声除去步骤，在该噪声除去步骤中，将检测出的所述荧光中的比预先设定的阈值长的长周期的成分作为噪声除去；拟合步骤(fittingstep)，在该拟合步骤中，对在进行了噪声除去后剩下的所述荧光进行拟合；以及磁场强度推定步骤，在该磁场强度推定步骤中，基于拟合后的所述荧光来推定所述外部磁场的强度。

6、在本发明涉及的磁场强度的推定方法中，通过将检测出的荧光中的比预先设定的阈值长的长周期的成分作为噪声除去，能够除去电场的波动、磁场的波动这样的环境噪声和激发光的波动这样的噪声，因此，能够提高磁场强度的推定精度。其结果，即使在存在电场的波动、磁场的波动和激发光的波动的环境下，也能够准确地推定磁场强度。

7、优选的是，在本发明涉及的磁场强度的推定方法中，所述阈值为频率阈值，在所述噪声除去步骤中，通过对检测出的所述荧光的强度－时间信号进行快速傅里叶变换来取得所述荧光的频率，将所取得的所述荧光的频率中的小于所述频率阈值的频率作为噪声除去，对剩下的所述荧光的频率进行快速傅里叶逆变换(inverse fast fouriertransform)。这样一来，能够适当地除去电场的波动、磁场的波动这样的环境噪声和激发光的波动这样的噪声，因此，能够提高磁场强度的推定精度。

8、另外，优选的是，在本发明涉及的磁场强度的推定方法中，在所述噪声除去步骤中，将通过快速傅里叶逆变换得到的所述荧光的强度中的大于零的值设为零。这样一来，能够实现拟合的精度的提高，因此，能够进一步提高磁场强度的推定精度。

9、另外，优选的是，在本发明涉及的磁场强度的推定方法中，所述频率阈值为0.4(1/mhz)以下。这样一来，能够可靠地提高磁场强度的推定精度。

10、另外，优选的是，在本发明涉及的磁场强度的推定方法中，在所述噪声除去步骤中，对通过快速傅里叶逆变换得到的所述荧光的强度进行平方并加负号。这样一来，能够实现拟合的精度的提高，因此，能够进一步提高磁场强度的推定精度。

11、而且，优选的是，在本发明涉及的磁场强度的推定方法中，在所述荧光检测步骤中，对所述金刚石扫描多次所述微波，并进行检测出的多次的所述荧光的加法平均(日文：加算平均)。这样一来，能够进一步提高磁场强度的推定精度。

12、发明效果

13、根据本发明，能够提高磁场强度的推定精度。

技术特征：

1.一种磁场强度的推定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁场强度的推定方法，

3.根据权利要求2所述的磁场强度的推定方法，

4.根据权利要求2所述的磁场强度的推定方法，

5.根据权利要求2所述的磁场强度的推定方法，

6.根据权利要求1所述的磁场强度的推定方法，

技术总结提供能够提高推定精度的磁场强度的推定方法。磁场强度的推定方法包括：荧光检测步骤，在施加了外部磁场的状态下对具有氮－空位复合体的金刚石照射激发光并且扫描微波，检测从金刚石发出的荧光；噪声除去步骤，将检测出的荧光中的比预先设定的阈值长的长周期的成分作为噪声除去；拟合步骤，对在进行了噪声除去后剩下的荧光进行拟合；以及磁场强度推定步骤，基于拟合后的荧光来推定外部磁场的强度。技术研发人员：山野飒受保护的技术使用者：丰田自动车株式会社技术研发日：技术公布日：2024/10/17