論文の概要: Narrow-linewidth tin-vacancy centers in a diamond waveguide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.10385v2
• Date: Tue, 28 Jul 2020 04:10:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-05-19 05:43:42.033165
• Title: Narrow-linewidth tin-vacancy centers in a diamond waveguide
• Title（参考訳）: ダイヤモンド導波路の狭線幅スズ空洞中心
• Authors: Alison E. Rugar, Constantin Dory, Shahriar Aghaeimeibodi, Haiyu Lu, Shuo Sun, Sattwik Deb Mishra, Zhi-Xun Shen, Nicholas A. Melosh, Jelena Vu\v{c}kovi\'c
• Abstract要約: ダイヤモンドの負の電荷を持つスズ空洞(SnV$-$)が量子エミッタの候補として浮上している。 ナノフォトニック導波路へのSnV$-$中心の結合を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.229236508805071
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Integrating solid-state quantum emitters with photonic circuits is essential for realizing large-scale quantum photonic processors. Negatively charged tin-vacancy (SnV$^-$) centers in diamond have emerged as promising candidates for quantum emitters because of their excellent optical and spin properties including narrow-linewidth emission and long spin coherence times. SnV$^-$ centers need to be incorporated in optical waveguides for efficient on-chip routing of the photons they generate. However, such integration has yet to be realized. In this Letter, we demonstrate the coupling of SnV$^-$ centers to a nanophotonic waveguide. We realize this device by leveraging our recently developed shallow ion implantation and growth method for generation of high-quality SnV$^-$ centers and the advanced quasi-isotropic diamond fabrication technique. We confirm the compatibility and robustness of these techniques through successful coupling of narrow-linewidth SnV$^-$ centers (as narrow as $36\pm2$ MHz) to the diamond waveguide. Furthermore, we investigate the stability of waveguide-coupled SnV$^-$ centers under resonant excitation. Our results are an important step toward SnV$^-$-based on-chip spin-photon interfaces, single-photon nonlinearity, and photon-mediated spin interactions.
• Abstract（参考訳）: 固体量子エミッタとフォトニック回路を統合することは、大規模量子フォトニックプロセッサの実現に不可欠である。 ダイヤモンド中の負電荷のスズ空孔(SnV$^-$)中心は、狭い線幅の放出や長いスピンコヒーレンス時間を含む優れた光学特性とスピン特性のために量子エミッタの候補として期待されている。 SnV$^-$センターは、光子の効率的なオンチップルーティングのために光導波路に組み込まれる必要がある。 しかし、そのような統合はまだ実現されていない。 このレターでは、SnV$^-$中心とナノフォトニック導波路との結合を実証する。 本装置は,最近開発した浅層イオン注入・成長法による高品質snv$^-$センターの生成と,高度準等方性ダイヤモンド製造技術を用いて実現している。 狭線幅SnV$^-$センター(3,6\pm2$MHz)とダイヤモンド導波路とのカップリングに成功したことにより,これらの技術との互換性と堅牢性を確認した。 さらに,共振励起による導波路結合snv$^-$中心の安定性について検討した。 我々の結果は、SnV$^-$-オンチップスピン光子界面、単光子非線形性、光子を介するスピン相互作用への重要な一歩である。

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