論文の概要: Hybrid microwave-optical scanning probe for addressing solid-state spins
in nanophotonic cavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.06080v1
- Date: Fri, 11 Dec 2020 01:59:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-21 03:34:03.586809
- Title: Hybrid microwave-optical scanning probe for addressing solid-state spins
in nanophotonic cavities
- Title（参考訳）: ナノフォトニックキャビティにおける固体スピンに対するハイブリッドマイクロ波光走査プローブ
- Authors: Songtao Chen, Salim Ourari, Mouktik Raha, Christopher M. Phenicie,
Mehmet T. Uysal, Jeff D. Thompson
- Abstract要約: 本研究では、光を平面フォトニック回路に同時に結合するファイバーベースの走査プローブを実証する。
光部46%は片方向結合効率を実現し、マイクロ波部は9ガウスまでの強度を有する交流磁界を供給する。
プローブ全体は、自由空間の光学アクセスなしで3ドル(約3,300円)のCryostat内の多数のデバイスでスキャンできる。
- 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: Spin-photon interfaces based on solid-state atomic defects have enabled a
variety of key applications in quantum information processing. To maximize the
light-matter coupling strength, defects are often placed inside nanoscale
devices. Efficiently coupling light and microwave radiation into these
structures is an experimental challenge, especially in cryogenic or high vacuum
environments with limited sample access. In this work, we demonstrate a
fiber-based scanning probe that simultaneously couples light into a planar
photonic circuit and delivers high power microwaves for driving electron spin
transitions. The optical portion achieves 46% one-way coupling efficiency,
while the microwave portion supplies an AC magnetic field with strength up to 9
Gauss. The entire probe can be scanned across a large number of devices inside
a $^3$He cryostat without free-space optical access. We demonstrate this
technique with silicon nanophotonic circuits coupled to single Er$^{3+}$ ions.
- Abstract（参考訳）: 固体原子欠陥に基づくスピン光子インタフェースは、量子情報処理における様々な重要な応用を可能にしている。
光マッター結合強度を最大化するために、欠陥はしばしばナノスケールデバイスの内部に配置される。
これらの構造に光とマイクロ波を効率よく結合させることは、特に試料アクセスが制限された低温または高真空環境において実験的な課題である。
本研究では、光を平面フォトニック回路に結合し、電子スピン遷移を駆動するマイクロ波を高出力で供給するファイバーベースの走査プローブを実証する。
光部は1方向結合効率が46%、マイクロ波部は9ガウスまでの強度を持つ交流磁場を供給する。
プローブ全体は、自由空間の光学的アクセスなしで、$^3$Heのクライオスタット内の多数のデバイスでスキャンできる。
シリコンナノフォトニック回路を単一Er$^{3+}$イオンに結合させることで,この手法を実証する。
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