論文の概要: Quantum Photonic Circuits Integrated with Color Centers in Designer Nanodiamonds

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.13309v1
• Date: Tue, 25 Jul 2023 07:57:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-26 18:06:11.257798
• Title: Quantum Photonic Circuits Integrated with Color Centers in Designer Nanodiamonds
• Title（参考訳）: デザイナーナノダイヤモンドにおける色中心集積型量子フォトニック回路
• Authors: Kinfung Ngan, Yuan Zhan, Constantin Dory, Jelena Vu\v{c}kovi\'c, and Shuo Sun
• Abstract要約: 窒化ケイ素フォトニック回路におけるダイヤモンド色中心の決定的組立を可能にする新しい手法を提案する。 我々のハイブリッド統合アプローチは、可能な最大光-物質相互作用強度を達成する可能性を持っている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.06945682395675
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Diamond has emerged as a leading host material for solid-state quantum emitters, quantum memories, and quantum sensors. However, the challenges in fabricating photonic devices in diamond have limited its potential for use in quantum technologies. While various hybrid integration approaches have been developed for coupling diamond color centers with photonic devices defined in a heterogeneous material, these methods suffer from either large insertion loss at the material interface or evanescent light-matter coupling. Here, we present a new technique that enables deterministic assembly of diamond color centers in a silicon nitride photonic circuit. Using this technique, we observe Purcell enhancement of silicon vacancy centers coupled to a silicon nitride ring resonator. Our hybrid integration approach has the potential for achieving the maximum possible light-matter interaction strength while maintaining low insertion loss, and paves the way towards scalable manufacturing of large-scale quantum photonic circuits integrated with high-quality quantum emitters and spins.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンドは固体量子エミッタ、量子メモリ、量子センサーの主要なホスト材料として登場した。 しかし、ダイヤモンドでフォトニックデバイスを製造する際の課題は、量子技術での使用の可能性に制限がかかっている。 ダイヤモンドカラーセンターと不均質材料で定義されたフォトニックデバイスを結合する様々なハイブリッド統合手法が開発されているが、これらの手法は材料界面における大きな挿入損失またはエバネッセント光物質結合に悩まされている。 本稿では,窒化ケイ素フォトニック回路においてダイヤモンド色中心を決定論的に組み立てる手法を提案する。 この手法を用いて, 窒化ケイ素環共振器に結合したシリコン空孔中心のパーセル増強を観察した。 当社のハイブリッド統合手法は,低挿入損失を維持しつつ,最大光マッター相互作用強度を達成する可能性を秘めており,高品質量子エミッタやスピンを集積した大規模量子フォトニック回路のスケーラブルな製造への道を開く。

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