磁是自然界中的一种基本物理属性,也是描述各种物质特征的重要物理量。同测量光、力、热、电等物理量类似,磁测量也是人类社会发展过程中一种不可或缺的技术。从古时候的司南到近代的高斯计以及现代的量子磁力计,磁测量工具被各个时代的人们用于认识并改造世界。量子精密测量技术作为不同于经典体系的测量技术,利用了量子系统对环境的敏感性来实现精密测量。利用量子力学原理,量子精密测量技术有望突破经典测量的极限,在灵敏度等指标上有较大的优势。事实上,目前基于量子力学原理的精密磁测量已经在多种量子体系中得到发展,例如超导量子干涉仪、原子/光泵浦磁力计与基于氮-空位色心的磁力计等。同时这些磁力计都已经成为磁测量领域的重要工具。氮-空位色心是金刚石中的一种点缺陷。由于其拥有的优异特性,自2008年多位学者详细阐述了其应用前景后,基于氮-空位色心的磁测量领域开始迅猛发展。然而,相比于单氮-空位色心在生物领域的广泛应用,针对系综氮-空位色心的研究仍相对较少。本论文对系综氮-空位色心的磁测量方法展开研究,针对低频磁场测量的目标,分别研究了连续波稳态磁测量方法与结合磁通聚集器的复合磁测量方法。其中,利用连续波稳态磁测量方法,实现了 146kHz的探测带宽以及138μHz的频率分辨率的低频磁测量技术。利用结合磁通聚集器的复合磁测量方法,实现了195 fT/Hz1/2的低频灵敏度指标。这个灵敏度高于现有基于系综氮-空位色心的其他磁测量研究工作。此外,在前述方法的研究基础之上,我们还开展了针对系综氮-空位色心磁力计的集成化工作,最终完成了首台磁力计样机的制造。本论文的内容将围绕所做的工作展开介绍,主要包括以下部分:1.基于系综氮-空位色心的磁测量原理以及实验平台搭建2.基于系综氮-空位色心实现的稳态磁测量方法3.基于系综氮-空位色心实现的复合磁测量方法4.系综氮-空位色心磁力计的集成化工作