論文の概要: Stark tuning of telecom single-photon emitters based on a single
Er$^{3+}$
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.01216v2
- Date: Tue, 27 Jun 2023 10:12:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-28 17:07:51.882439
- Title: Stark tuning of telecom single-photon emitters based on a single
Er$^{3+}$
- Title（参考訳）: 1つのer$^{3+}$に基づく通信用単一光子エミッタのスタークチューニング
- Authors: Jian-Yin Huang, Peng-Jun Liang, Liang Zheng, Pei-Yun Li, You-Zhi Ma,
Duan-Chen Liu, Zong-Quan Zhou, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo
- Abstract要約: フォトニック接続を介して遠方のEr$3+$イオンを絡めるためには、固体マトリックス中の個々のEr$3+$の放出周波数が同じでなければならない。
シリコンフォトニック結晶空洞を接合した電極を用いて,Y$SiO$_5$結晶中のEr$3+$の発光周波数のスタークチューニングを実験的に提案する。
この結果は,Er$3+$に基づくスケーラブルな量子ネットワーク構築のための有用なソリューションと,個々の希土類イオンの放出を調整する普遍的なツールを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.40804634246511
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The implementation of scalable quantum networks requires photons at the
telecom band and long-lived spin coherence. The single Er$^{3+}$ in solid-state
hosts is an important candidate that fulfills these critical requirements
simultaneously. However, to entangle distant Er$^{3+}$ ions through photonic
connections, the emission frequency of individual Er$^{3+}$ in solid-state
matrix must be the same, which is challenging because the emission frequency of
Er$^{3+}$ depends on its local environment. Herein, we propose and
experimentally demonstrate the Stark tuning of the emission frequency of a
single Er$^{3+}$ in a Y$_2$SiO$_5$ crystal by employing electrodes interfaced
with a silicon photonic crystal cavity. We obtain a Stark shift of 182.9 $\pm$
0.8 MHz which is approximately 27 times of the optical emission linewidth,
demonstrating the promising applications in tuning the emission frequency of
independent Er$^{3+}$ into the same spectral channels. Our results provide a
useful solution for construction of scalable quantum networks based on single
Er$^{3+}$ and a universal tool for tuning emission of individual rare-earth
ions.
- Abstract（参考訳）: スケーラブルな量子ネットワークの実装には、通信帯域での光子と長寿命スピンコヒーレンスが必要である。
固体ホストにおける単一の Er$^{3+}$ は、これらの臨界条件を同時に満たす重要な候補である。
しかし、フォトニック接続を介して遠方のEr$^{3+}$イオンを絡めるためには、固体行列における個々のEr$^{3+}$の放出周波数は同じでなければならないが、Er$^{3+}$の放出周波数はその局所環境に依存するため、これは難しい。
そこで本研究では,y$_2$sio$_5$結晶中の1個のer$^{3+}$の放出周波数をシリコンフォトニック結晶キャビティに結合した電極を用いてスタークチューニングすることを提案する。
我々は、独立なer$^{3+}$の放射周波数を同じスペクトルチャネルにチューニングするための有望な応用を示すために、光放射ライン幅の約27倍の182.9$\pm$ 0.8 mhzの急シフトを得る。
本研究では,単一のer$^{3+}$に基づくスケーラブルな量子ネットワークの構築と,個々の希土類イオンの放出をチューニングするための普遍的なツールを提供する。
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