磁场测量在深海探测,地质勘察,生物医药等领域具有广泛的应用,同时面临着高精度高灵敏度的需求。近年来量子技术的经典理论推动了通信、计算、导航等技术的革新,赋予了物理量传感测量极限突破的可能。传统气态原子磁传感具有较高的灵敏度但是其难以微型化,而固态原子自旋磁传感兼顾高精度和微型化的优势,成为原子自旋超高精度传感技术微型化、集成化工程应用发展的主要趋势。目前,固态原子自旋磁传感精度已经达到1p T量级,但是由于金刚石氮空位色心的温度依赖性,在磁传感时存在温度噪声,导致精度难以提升。因此本文提出了一种基于微波双路调制解调方法的高灵敏固态原子自旋磁传感方法,降低温度对固态原子自旋磁传感的影响。本文首先介绍了金刚石氮空位色心磁传感的研究现状与金刚石氮空位色心温度噪声研究情况。并基于哈密顿方程,建立金刚石氮空位磁传感模型,对金刚石氮空位结构磁传感机理进行了研究,介绍了光探测磁共振技术,可用于提取金刚石氮空位结构中电子自旋状态。其次,基于磁场和温度所引起能级漂移特性,提出一种双路磁传感方法,通过两个自旋信息之间的反馈,在磁传感的同时实现了温度噪声的差分相消。并针对该方法设计了双路系统方案,通过施加不同频率的调制信号对微波进行频率调制,对红光信号分别解调后,实现两个自旋态的分离。采用PID锁频技术,实现对其中一个自旋态的锁定,并将其漂移量负反馈至另一个自旋态,实现温度噪声的共模相消。最终,搭建了双路测试平台,分别对微波天线,自旋态的分离和同步环节进行了测试。并对调制参数进行优化,使两个解调曲线斜率趋于一致。通过对双路磁传感系统测试发现磁传感灵敏度由0.64m V/n T提升到1.24m V/n T,相较于单路磁传感系统灵敏度提高1.93倍,散粒噪声极限为13.05 p T/Hz1/2。另外,使用无磁加热芯片使金刚石表面温度由25℃升高至50℃时,温度噪声抑制效果提高了11.09倍。本文针对氮空位原子自旋磁传感中存在温度噪声的问题开展的探索与工作,所研究的基于微波双路调制解调的高灵敏固态原子自旋磁传感方法,可以抑制磁传感系统中的温度噪声,有助于推动固态原子传感器件传感精度的进一步提高。