論文の概要: Dynamic control of Purcell enhanced emission of erbium ions in
nanoparticles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.08532v1
- Date: Thu, 23 Jan 2020 14:09:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-06 04:56:59.438336
- Title: Dynamic control of Purcell enhanced emission of erbium ions in
nanoparticles
- Title（参考訳）: ナノ粒子中のエルビウムイオンのパーセル励起放出の動的制御
- Authors: Bernardo Casabone, Chetan Deshmukh, Shuping Liu, Diana Serrano, Alban
Ferrier, Thomas H\"ummer, Philippe Goldner, David Hunger, Hugues de
Riedmatten
- Abstract要約: ナノ粒子にドープされたエルビウムイオンの小さなアンサンブルのパーセル高出力の制御を実証する。
キャビティのオン・アンド・アウト・オブ・共鳴を、サブナノメータの精度で制御することで調整できる。
これにより、Purcellはイオンの放出を拡大し、放出された光子の波形を完全に制御できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The interaction of single quantum emitters with an optical cavity enables the
realization of efficient spin-photon interfaces, an essential resource for
quantum networks. The dynamical control of the spontaneous emission rate of
quantum emitters in cavities has important implications in quantum
technologies, e.g. for shaping the emitted photons waveform, for generating
quantum entanglement, or for driving coherently the optical transition while
preventing photon emission. Here we demonstrate the dynamical control of the
Purcell enhanced emission of a small ensemble of erbium ions doped into
nanoparticles. By embedding the doped nanoparticles into a fully tunable high
finesse fiber based optical microcavity, we show that we can tune the cavity
on- and out of-resonance by controlling its length with sub-nanometer
precision, on a time scale more than two orders of magnitude faster than the
natural lifetime of the erbium ions. This allows us to shape in real time the
Purcell enhanced emission of the ions and to achieve full control over the
emitted photons' waveforms. This capability opens prospects for the realization
of efficient nanoscale quantum interfaces between solid-state spins and single
telecom photons with controllable waveform, and for the realization of quantum
gates between rare-earth ion qubits coupled to an optical cavity.
- Abstract（参考訳）: 単一量子エミッタと光キャビティの相互作用は、量子ネットワークにとって必須の資源である効率的なスピン光子界面の実現を可能にする。
キャビティ内の量子エミッタの自発的放出速度の動的制御は量子技術において重要な意味を持つ。例えば、放出された光子波形を形作る、量子エンタングルメントを生成する、あるいは光子放出を防止しながら光遷移をコヒーレントに駆動するなどである。
ここでは、ナノ粒子にドープされたエルビウムイオンの小さなアンサンブルのパーセル増強放出の動的制御を実証する。
ドープナノ粒子を完全波長可変の高精細ファイバ系光マイクロキャビティに組み込むことにより,エルビウムイオンの自然寿命よりも2桁以上の時間スケールで,その長さをサブナノメータ精度で制御することにより,キャビティのオン・イン・イン・リゾナンスを調整できることを示した。
これにより、パーセルがイオンの放出を増加させ、放出された光子の波形を完全に制御できる。
この能力は、固体スピンと制御可能な波形を持つ単一通信光子との間の効率的なナノスケール量子界面の実現と、希土類イオン量子ビットと光学キャビティとの量子ゲートの実現の見通しを開く。
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