論文の概要: Open-cavity in closed-cycle cryostat as a quantum optics platform
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.05619v2
- Date: Wed, 1 Dec 2021 19:28:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-08 15:52:43.791638
- Title: Open-cavity in closed-cycle cryostat as a quantum optics platform
- Title（参考訳）: 量子光学プラットフォームとしての閉サイクルクライオスタットのオープンキャビティ
- Authors: Samarth Vadia, Johannes Scherzer, Holger Thierschmann, Clemens
Sch\"afermeier, Claudio Dal Savio, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, David
Hunger, Khaled Karra\"i, Alexander H\"ogele
- Abstract要約: 超高機械的安定性を示すクローズドサイクルクライオスタット内に繊維ベースのオープンファブリ・ペロトキャビティを示す。
この一連の結果は,低温空洞QED実験のための汎用的で強力なプラットフォームとして,クローズドサイクルクライオスタットのオープンキャビティを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 47.50219326456544
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The introduction of an optical resonator can enable efficient and precise
interaction between a photon and a solid-state emitter. It facilitates the
study of strong light-matter interaction, polaritonic physics and presents a
powerful interface for quantum communication and computing. A pivotal aspect in
the progress of light-matter interaction with solid-state systems is the
challenge of combining the requirements of cryogenic temperature and high
mechanical stability against vibrations while maintaining sufficient degrees of
freedom for in-situ tunability. Here, we present a fiber-based open
Fabry-P\'{e}rot cavity in a closed-cycle cryostat exhibiting ultra-high
mechanical stability while providing wide-range tunability in all three spatial
directions. We characterize the setup and demonstrate the operation with the
root-mean-square cavity length fluctuation of less than $90$ pm at temperature
of $6.5$ K and integration bandwidth of $100$ kHz. Finally, we benchmark the
cavity performance by demonstrating the strong-coupling formation of
exciton-polaritons in monolayer WSe$_2$ with a cooperativity of $1.6$. This set
of results manifests the open-cavity in a closed-cycle cryostat as a versatile
and powerful platform for low-temperature cavity QED experiments.
- Abstract（参考訳）: 光共振器の導入により、光子と固体エミッタとの効率的かつ正確な相互作用が可能となる。
強い光間相互作用、偏光物理学の研究を促進し、量子通信と計算のための強力なインターフェイスを提供する。
固体系との光物質相互作用の進展における重要な側面は、温度と振動に対する高い機械的安定性の要求を組み合わさり、その場でのチューニング性に十分な自由度を維持しながら組み合わせることである。
そこで本研究では, 3つの空間方向の広帯域可変性を提供しながら, 超高機械的安定性を示す閉サイクルクライオスタットにFabry-P\'{e}rot空洞を設けた。
温度6.5$kで90$pm以下、統合帯域が100$khz以下で動作を特徴付け、その動作を実演する。
最後に, 単層膜WSe$_2$におけるエキシトン-ポラリトンの強い結合形成を1.6$で示すことでキャビティ性能をベンチマークした。
この一連の結果は,低温キャビティQED実験のための汎用的で強力なプラットフォームとして,クローズドサイクルクライオスタットのオープンキャビティを示す。
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