論文の概要: Photophysics of single nitrogen-vacancy centers in nanodiamonds coupled
to photonic crystal cavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.11111v1
- Date: Sun, 22 Nov 2020 21:29:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-23 11:01:46.975281
- Title: Photophysics of single nitrogen-vacancy centers in nanodiamonds coupled
to photonic crystal cavities
- Title（参考訳）: フォトニック結晶空洞に結合したナノダイヤモンドの単一窒素空洞中心の光物理
- Authors: Philip P. J. Schrinner, Jan Olthaus, Doris E. Reiter, Carsten Schuck
- Abstract要約: 1次元フォトニック結晶空洞に結合したナノダイヤモンドにおける単一NV中心の内部量子効率を変化させる。
その結果, パーセル効果による放射減衰速度の増大は, 内部量子効率を90%向上させることがわかった。
本研究は, 内部量子効率がほぼ均一であるナノスケール単一光子源の実現を, 高繰り返しで行うことを目的としている。
- 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 nitrogen vacancy center in diamond in its negative charge state is a
promising candidate for quantum optic experiments that require single photon
emitters. Important benefits of the NV center are its high brightness and
photo-stability, even at room temperature. Engineering the emission properties
of NV centers with optical resonators is a widely followed approach to meet the
requirements for quantum technological applications, but the effect on
non-radiative decay paths is yet to be understood. Here we report on modifying
the internal quantum efficiency of a single NV center in a nanodiamond coupled
to a 1D photonic crystal cavity. We assess the Purcell enhancement via three
independent measurement techniques and perform autocorrelation measurements at
elevated excitation powers in confocal microscopy. Employing a three-level
model allows us to extract the setup efficiency, individual transition rates
and thus the internal quantum efficiency of our system. Combining our results,
we find that the enhancement of the radiative decay rate via the Purcell effect
results in an internal quantum efficiency of 90 % for cavity-coupled NV
centers. Our findings will facilitate the realization of nano-scale single
photon sources with near-unity internal quantum efficiencies operating at high
repetition rates.
- Abstract（参考訳）: 負電荷状態にあるダイヤモンド中の窒素空孔中心は、単一光子エミッタを必要とする量子光学実験の候補となる。
NV中心の重要な利点は、室温でも高い明るさと光安定性である。
工学 光学共振器を用いたnv中心の放射特性は、量子技術の適用要件を満たすために広く研究されているアプローチであるが、非放射減衰経路への影響はまだ理解されていない。
本稿では,1次元フォトニック結晶キャビティに結合したナノダイヤモンド中の単一NV中心の内部量子効率を変化させる。
本研究では,3つの独立した計測手法を用いてパーセルの増強を評価し,共焦点顕微鏡で高励起パワーで自己相関測定を行う。
3レベルモデルを用いることで、セットアップ効率、個々の遷移率、したがってシステムの内部量子効率を抽出できる。
その結果, パーセル効果による放射減衰速度の増大は, キャビティ結合nv中心において90%の量子効率をもたらすことがわかった。
本研究は、ナノスケールの単一光子源を高い繰り返し速度で動作可能な内部量子効率で実現することを促進する。
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