発明の詳細な説明【技術分野】 【０００１】 本発明は、磁場強度の推定方法に関し、特にダイヤモンドセンサを用いた磁場強度の推定方法に関する。 続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】 【０００２】 ダイヤモンドセンサは、量子センサとも言い、ダイヤモンドの内部に存在する窒素－空孔複合体（すなわち、ＮＶ（Nitrogen-Vacancy）センター）のもつ、環境変化を敏感に検知して量子状態が変わる特性を利用するセンサであり、磁場、電場、温度、歪み等の高感度センサとしての応用が期待されている。 【０００３】 ダイヤモンドセンサに関する技術は、例えば下記非特許文献に記載されるものが知られている。一例として、非特許文献１では、磁場の強度により量子状態の共鳴周波数が変化する性質（ゼーマン効果）を利用し、外部磁場を印加した状態でダイヤモンドのＮＶセンターに緑色の励起光を照射するとともにマイクロ波を掃引し、ＮＶセンターから放出された赤色の蛍光のスペクトルを取得し、取得したスペクトルのピーク周波数（すなわち、共鳴周波数）に基づいて磁場強度を推定する技術が記載されている。 【先行技術文献】 【非特許文献】 【０００４】 Felix M. Sturner et al., “Compact integrated magnetometer based on nitrogen-vacancy centres in diamond”, Diamond & Related Materials 93 (2019) 59-65, http://www.elsevier.com/locate/diamond Akihiro Kuwahata et al., “Magnetometer with nitrogen-vacancy center in a bulk diamond for detecting magnetic nanoparticles in biomedical applications”, Scientific Reports (2020) 10:2483, https://doi.org/10.1038/s41598-020-59064-6 Kento Sasaki et al., “Broadband, large-area microwave antenna for optically detected magnetic resonance of nitrogen-vacancy centers in diamond”, Review of Scientific Instruments 87, 053904 (2016), http://dx.doi.org/10.1063/1.4952418 【発明の概要】 【発明が解決しようとする課題】 【０００５】 しかし、非特許文献１に記載の推定方法では、取得した蛍光のスペクトルに、電場の揺らぎや磁場の揺らぎといった環境ノイズと、励起光の揺らぎといったノイズも含まれるため、磁場強度の推定精度に影響する問題があった。 【０００６】 本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、磁場強度の推定精度を向上できる推定方法を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 【０００７】 本発明に係る磁場強度の推定方法は、外部磁場を印加した状態において窒素－空孔複合体を有するダイヤモンドに励起光を照射するとともにマイクロ波を掃引し、前記ダイヤモンドから放出された蛍光を検出する蛍光検出ステップと、検出した前記蛍光のうち、予め設定された閾値よりも長い長周期の成分をノイズとして除去するノイズ除去ステップと、ノイズの除去後に残った前記蛍光に対してフィッティングを行うフィッティングステップと、フィッティング後の前記蛍光に基づいて前記外部磁場の強度を推定する磁場強度推定ステップと、を含むことを特徴とする。 【０００８】 本発明に係る磁場強度の推定方法では、検出した蛍光のうち予め設定された閾値よりも長い長周期の成分をノイズとして除去することによって、電場の揺らぎや磁場の揺らぎといった環境ノイズと、励起光の揺らぎといったノイズとを除去することができるので、磁場強度の推定精度を向上することができる。その結果、電場の揺らぎや磁場の揺らぎと、励起光の揺らぎとが存在する環境においても、磁場強度を正確に推定することが可能になる。 【０００９】 本発明に係る磁場強度の推定方法において、前記閾値は周波数閾値であり、前記ノイズ除去ステップにおいて、検出した前記蛍光の強度－時間信号を高速フーリエ変換することにより前記蛍光の周波数を取得し、取得した前記蛍光の周波数のうち前記周波数閾値よりも小さい周波数をノイズとして除去し、残った前記蛍光の周波数を逆高速フーリエ変換することが好ましい。このようにすれば、電場の揺らぎや磁場の揺らぎといった環境ノイズと、励起光の揺らぎといったノイズとを好適に除去することができるので、磁場強度の推定精度を向上することができる。 【００１０】 また、本発明に係る磁場強度の推定方法において、前記ノイズ除去ステップにおいて、逆高速フーリエ変換で得られた前記蛍光の強度のうち、ゼロよりも大きい値をゼロにすることが好ましい。このようにすれば、フィッティングの精度の向上を図ることができるので、磁場強度の推定精度を更に向上することができる。 （【００１１】以降は省略されています） この特許をJ-PlatPatで参照する
特許ウォッチ
