論文の概要: Theory of Microwave-Optical Conversion Using Rare-Earth Ion Dopants
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.10834v1
- Date: Tue, 25 Aug 2020 06:02:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-05 00:12:02.725311
- Title: Theory of Microwave-Optical Conversion Using Rare-Earth Ion Dopants
- Title（参考訳）: 希土類イオンドーパントを用いたマイクロ波光変換の理論
- Authors: Peter S. Barnett and Jevon J. Longdell
- Abstract要約: 我々はマイクロ波から光子へのコヒーレント変換装置の理論記述を開発する。
結晶中のドーパントイオンは3レベル系として使われ、重なり合うマイクロ波と光学キャビティ内の磁場と相互作用する。
我々は、イオンのアンサンブルと相互作用する空洞場のモデルを開発し、オープン量子システムアプローチを用いてイオンをモデル化する。
- 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: We develop a theoretical description of a device for coherent conversion of
microwave to optical photons. For the device, dopant ions in a crystal are used
as three-level systems, and interact with the fields inside overlapping
microwave and optical cavities. We develop a model for the cavity fields
interacting with an ensemble of ions, and model the ions using an open quantum
systems approach, while accounting for the effect of inhomogeneous broadening.
Numerical methods are developed to allow us to accurately simulate the device.
We also further develop a simplified model, applicable in the case of small
cavity fields which is relevant to quantum information applications. This
simplified model is used to predict the maximum conversion efficiency of the
device. We investigate the effect of various parameters, and predict that
conversion efficiency of above 80% should be possible with currently existing
experimental setups inside a dilution refrigerator.
- Abstract（参考訳）: 我々はマイクロ波から光子へのコヒーレント変換装置の理論記述を開発する。
この装置では、結晶中のドーパントイオンが3レベルシステムとして使われ、重なり合うマイクロ波と光学キャビティ内の磁場と相互作用する。
我々は、イオンのアンサンブルと相互作用するキャビティ場のモデルを開発し、不均一広化の効果を考慮しつつ、開量子システムアプローチを用いてイオンをモデル化する。
デバイスを正確にシミュレートするための数値計算手法を開発した。
また、量子情報応用に関連する小空洞場に適用可能な単純化されたモデルも開発している。
この単純化されたモデルは、デバイスの最大変換効率を予測するために使用される。
本研究では, 各種パラメータの影響を調査し, 希釈冷凍機内の既存実験装置を用いて80%以上の変換効率を推定する。
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