論文の概要: Acoustic diamond resonators with ultra-small mode volumes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.01834v2
• Date: Tue, 19 May 2020 14:06:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-31 07:20:26.279291
• Title: Acoustic diamond resonators with ultra-small mode volumes
• Title（参考訳）: 超小型モード付音響ダイヤモンド共振器
• Authors: Miko{\l}aj K. Schmidt, Christopher G. Poulton, Michael J. Steel
• Abstract要約: 本稿では,GHzで動作する多目的ダイヤモンドQADキャビティの設計を提案し,有効モードボリュームが約10-4lambda3$であることを示す。 我々の導波管共振器は、音響モードのエネルギーを深いサブ波長の体積にローカライズするために、光ライトロッド効果の非共鳴アナログを実装している。 このアーキテクチャは、1次元または2次元のフォノン結晶における複数の空洞のセットアップに容易に変換でき、基礎となる非共鳴局在化機構は、フォクソニック結晶の空洞における光音響カップリングをさらに強化する道を開く。
• 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: Quantum acoustodynamics (QAD) is a rapidly developing field of research, offering possibilities to realize and study macroscopic quantum-mechanical systems in a new range of frequencies, and implement transducers and new types of memories for hybrid quantum devices. Here we propose a novel design for a versatile diamond QAD cavity operating at GHz frequencies, exhibiting effective mode volumes of about $10^{-4}\lambda^3$. Our phononic crystal waveguide cavity implements a non-resonant analogue of the optical lightning-rod effect to localize the energy of an acoustic mode into a deeply-subwavelength volume. We demonstrate that this confinement can readily enhance the orbit-strain interaction with embedded nitrogen-vacancy (NV) centres towards the high-cooperativity regime, and enable efficient resonant cooling of the acoustic vibrations towards the ground state using a single NV. This architecture can be readily translated towards setup with multiple cavities in one- or two-dimensional phononic crystals, and the underlying non-resonant localization mechanism will pave the way to further enhance optoacoustic coupling in phoxonic crystal cavities.
• Abstract（参考訳）: 量子音響力学(quantum acoustodynamics、QAD)は急速に発展している研究分野であり、新しい周波数域におけるマクロ量子力学系の実現と研究の可能性を提供し、ハイブリット量子デバイスのためのトランスデューサと新しい種類の記憶を実装している。 本稿では,GHz帯で動作する多目的ダイヤモンドQADキャビティの設計を提案し,有効モードボリュームが約10^{-4}\lambda^3$であることを示す。 本発明のフォノニック結晶導波路キャビティは、光稲妻効果の非共鳴アナログを実装し、音響モードのエネルギーを深いサブ波長のボリュームに局在させる。 この閉じ込めにより,nv中心とnv中心との軌道-ひずみ相互作用を高共振性状態へ容易に促進でき,単一のnvを用いて音波振動を地上に向けて効率的に共振冷却できることを実証する。 このアーキテクチャは、1次元または2次元のフォノン結晶における複数の空洞のセットアップに容易に変換でき、基礎となる非共鳴局在化機構は、フォクソニック結晶の空洞における光音響カップリングをさらに強化する道を開く。

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