对单个电子自旋的研究和控制对于原子陀螺有着极巨大的潜在应用和科学意义,而氮空位中心（nitrogen-vacancy center）作为一个稳定的电子自旋控制体系正在成为研究热点。在利用NV中心进行原子陀螺的控制中,微波的传输对于原子陀螺灵敏度具有重要的影响作用。而基于NV中心的原子陀螺系统中高效率的微波照射机构是非常重要的一项。通过对微波照射机构进行设计,并利用Comsol软件对微波在SMA探头中的衰减进行仿真,得到了最优化的实验条件,这为后续提高基于NV中心进行原子陀螺的灵敏度奠定了基础,对基于NV中心进行原子陀螺系统的开发、磁信息检测具有重要的作用。

综述了金刚石中氮空位（NV）中心的研究进展及应用。金刚石中NV中心是由一个氮原子取代金刚石中的一个碳原子,然后捕获周围的一个空穴形成的,是一种独特的荧光光散射吸收光谱晶格缺陷。首先介绍了金刚石晶体中NV中心的晶体结构以及光学和电学等基本性质。系统综述了金刚石中NV中心的国内外研究现状,包括在物理和生物等领域的重要应用。分析了其在磁场测量、温度测量、角速率测量的超高灵敏度优势,生物标记应用上的稳定性优势以及其他方面的独特的应用前景。指出了金刚石NV中心存在的可扩展性需提高和物理机制需继续研讨等问题,并且展望了金刚石NV中心未来的发展趋势。