論文の概要: Low charge-noise nitrogen-vacancy centers in diamond created using laser writing with a solid-immersion lens

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.11804v2
• Date: Wed, 11 Aug 2021 10:49:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-10 03:25:52.997093
• Title: Low charge-noise nitrogen-vacancy centers in diamond created using laser writing with a solid-immersion lens
• Title（参考訳）: 固体浸漬レンズを用いたレーザーライティングによるダイヤモンド中の低電荷窒素空孔中心
• Authors: Viktoria Yurgens, Josh A. Zuber, Sigurd Fl{\aa}gan, Marta De Luca, Brendan J. Shields, Ilaria Zardo, Patrick Maletinsky, Richard J. Warburton, Tomasz Jakubczyk
• Abstract要約: 固体浸漬レンズ(SIL)によるダイヤモンド中の窒素空孔中心のパルスレーザー誘起発生に関する報告 SILは1パルスあたり5.8nJの低エネルギーでのレーザー書き込みを可能にし、表面黒鉛化を誘導することなくダイヤモンド表面に近接して空孔を形成することができる。 ダイヤモンド表面から1mu$mから40mu$mの距離でNV中心アレイをレーザーで書き込んだ3つのサンプルを提示する。
• 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 report on pulsed-laser induced generation of nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond facilitated by a solid-immersion lens (SIL). The SIL enables laser writing at energies as low as 5.8 nJ per pulse and allows vacancies to be formed close to a diamond surface without inducing surface graphitization. We operate in the previously unexplored regime where lattice vacancies are created following tunneling breakdown rather than multiphoton ionization. We present three samples in which NV-center arrays were laser-written at distances between ~1 $\mu$m and 40 $\mu$m from a diamond surface, all presenting narrow distributions of optical linewidths with means between 62.1 MHz and 74.5 MHz. The linewidths include the effect of long-term spectral diffusion induced by a 532 nm repump laser for charge-state stabilization, thereby emphasizing the particularly low charge-noise environment of the created color centers. Such high-quality NV centers are excellent candidates for practical applications employing two-photon quantum interference with separate NV centers. Finally, we propose a model for disentangling power broadening from inhomogeneous broadening in the NV center optical linewidth.
• Abstract（参考訳）: 固体浸漬レンズ(SIL)によるダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心のパルスレーザー誘起発生について報告する。 silは、パルス当たり5.8nj以下のエネルギーでレーザー書き込みが可能であり、表面グラファイト化を誘導することなくダイヤモンド表面に空孔を形成することができる。 我々は,多光子イオン化ではなくトンネル崩壊後に格子空孔が形成される未開発の領域で活動する。 我々は,NV中心アレイをダイヤモンド表面から ~1$\mu$m から 40$\mu$m の距離でレーザーで書き込んだ3つの試料を提示し,それぞれ62.1MHzから74.5MHzの光線幅の狭い分布を示した。 線幅は、532nmの励起レーザーによって誘導される長期スペクトル拡散による電荷状態安定化の効果を含み、生成した色中心の特に低電荷ノイズ環境を強調する。 このような高品質なNV中心は、2光子量子干渉を別々のNV中心に応用する実用的な応用には優れた候補である。 最後に,NV中心光線幅の不均一な広帯域化から広帯域化を遠ざけるモデルを提案する。

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