論文の概要: A Superradiant Maser with Nitrogen-Vacancy Center Spins
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.12350v1
- Date: Wed, 26 May 2021 06:27:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-29 12:00:36.033744
- Title: A Superradiant Maser with Nitrogen-Vacancy Center Spins
- Title（参考訳）: 窒素空洞中心スピンを持つ超ラジアントメーザー
- Authors: Qilong Wu, Yuan Zhang, Xigui Yang, Shi-Lei Su, Chongxin Shan, Klaus
M{\o}lmer
- Abstract要約: ミリヘルツ以下の線幅を持つ超ラジアントメーザーは、適度なキロヘルツ非コヒーレントポンプで実現できることを示す。
非均一な拡張の存在下では,超放射能のメーシングが一般的であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.620106182077669
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent experiments have demonstrated Rabi-oscillations, superradiant pulses
and stimulated emission from negatively-charged nitrogen-vacancy
($\mathrm{NV}^{-}$) center spins in microwave resonators. These phenomena
witness the kind of collective and strong coupling which has been prerequisite
for observation of superradiant lasing in the optical frequency regime. In this
article, we investigate the possibility to employ coherence, present in both
the collective $\mathrm{NV}^{-}$ spin ensemble and the microwave field, to
achieve a superradiant maser. Our calculations show that a superradiant maser
with a linewidth below millihertz can be achieved with moderate kilohertz
incoherent pumping of over $10^{14}$ spins kept at low temperature. We show
that the superradiant masing prevails in the presence of inhomogeneous
broadening, and we present numerical and analytical studies of the dependence
of the phenomenon on the various physical parameters.
- Abstract（参考訳）: 最近の実験では、マイクロ波共振器におけるラビ振動、超放射パルス、負電荷の窒素空孔(\mathrm{NV}^{-}$)中心スピンからの励起放出が示されている。
これらの現象は、光周波数系における超放射ラシングの観測に必要不可欠な、集合的および強い結合を観察する。
本稿では,超ラジアントメーザーを実現するために,集合的な$\mathrm{NV}^{-}$ スピンアンサンブルとマイクロ波場の両方に存在するコヒーレンスを用いることの可能性を検討する。
我々の計算では、ミリヘルツ以下の線幅を持つ超ラジアントメーザーは、低温度で10^{14}$のスピンを中程度のキロヘルツ非コヒーレントポンプで得ることができる。
非均質な拡大の存在下では,超放射能のメーシングが有効であることを示し,その現象の物理パラメータ依存性に関する数値的および解析的研究を行った。
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