Fugu-MT 論文翻訳(概要): Fluorescence Detection of a Trapped Ion with a Monolithically Integrated Single-Photon-Counting Avalanche Diode

論文の概要: Fluorescence Detection of a Trapped Ion with a Monolithically Integrated Single-Photon-Counting Avalanche Diode

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.01235v2
Date: Wed, 7 Jul 2021 00:12:37 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-04-01 15:41:07.825748
Title: Fluorescence Detection of a Trapped Ion with a Monolithically Integrated Single-Photon-Counting Avalanche Diode
Title（参考訳）: モノリシック集積単光子結合型雪崩ダイオードによるトラップイオンの蛍光検出
Authors: W. J. Setzer, M. Ivory, O. Slobodyan, J. W. Van Der Wall, L. P. Parazzoli, D. Stick, M. Gehl, M. Blain, R. R. Kay, H. J. McGuinness
Abstract要約: 単光子アバランシェフォトダイオード(SPAD)による蛍光検出の最初の実証我々は、平均検出窓が7.7(1) msの174$Yb$+$ 0.99のイオン/イオン検出フィリティを達成する。
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 the first demonstration of fluorescence detection using single-photon avalanche photodiodes (SPADs) monolithically integrated with a microfabricated surface ion trap. The SPADs are positioned below the trapping positions of the ions, and designed to detect 370 nm photons emitted from single $^{174}$Yb$^+$ and $^{171}$Yb$^+$ ions. We achieve an ion/no-ion detection fidelity for $^{174}$Yb$^+$ of 0.99 with an average detection window of 7.7(1) ms. We report a dark count rate as low as 1.2 kHz at room temperature operation. The fidelity is limited by laser scatter, dark counts, and heating that prevents holding the ion directly above the SPAD. We measure count rates from each of the contributing sources and fluorescence as a function of ion position. Based on the active detector area and using the ion as a calibrated light source we estimate a SPAD quantum efficiency of 24$\pm$1%.
Abstract（参考訳）: 単光子アバランシェフォトダイオード(SPAD)をマイクロファブリケート表面イオントラップとモノリシックに統合した蛍光検出の最初の実演について報告する。 SPADはイオンのトラップ位置の下に位置し、単一の$^{174}$Yb$^+$と$^{171}$Yb$^+$イオンから放出される370nmの光子を検出するように設計されている。我々は,平均検出窓が7.7(1)msの$^{174}$Yb$^+$0.99のイオン/イオン検出忠実度を実現した。密度はレーザー散乱、暗数、加熱によって制限され、SPADの直上にイオンを保持するのを防ぐ。イオン位置の関数として, 寄与源および蛍光の計数率を測定した。アクティブ検出器領域に基づいて、イオンをキャリブレーション光源として使い、スパッド量子効率を24$\pm$1%と見積もる。

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