論文の概要: Cavity-coupled telecom atomic source in silicon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.20014v1
- Date: Mon, 30 Oct 2023 21:03:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-01 17:39:02.849569
- Title: Cavity-coupled telecom atomic source in silicon
- Title（参考訳）: シリコン中の空洞結合型テレコム原子源
- Authors: Adam Johnston, Ulises Felix-Rendon, Yu-En Wong, Songtao Chen
- Abstract要約: 本研究は, 単一T中心からの空洞型蛍光放射を実証する。
結果は、量子情報処理およびネットワークアプリケーションのための効率的なT中心スピンフォトンインターフェースを構築するための重要なステップである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Atomic defects in solid-state materials are promising candidates for quantum
interconnect and networking applications. Recently, a series of atomic defects
have been identified in the silicon platform, where scalable device integration
can be enabled by mature silicon photonics and electronics technologies. In
particular, T centers hold great promise due to their telecom band optical
transitions and the doublet ground state electronic spin manifold with long
coherence times. However, an open challenge for advancing the T center platform
is to enhance its weak and slow zero phonon line emission. In this work, we
demonstrate the cavity-enhanced fluorescence emission from a single T center.
This is realized by integrating single T centers with a low-loss, small
mode-volume silicon photonic crystal cavity, which results in an enhancement of
the fluorescence decay rate by a factor of $F$ = 6.89. Efficient photon
extraction enables the system to achieve an average photon outcoupling rate of
73.3 kHz at the zero phonon line. The dynamics of the coupled system is well
modeled by solving the Lindblad master equation. These results represent a
significant step towards building efficient T center spin-photon interfaces for
quantum information processing and networking applications.
- Abstract（参考訳）: 固体材料の原子欠陥は量子相互接続やネットワーク応用に有望な候補である。
近年、シリコンプラットフォームにおいて、成熟したシリコンフォトニクスとエレクトロニクス技術によってスケーラブルなデバイス統合を可能にする一連の原子欠陥が特定されている。
特に、T中心は、テレコムバンドの光遷移と長いコヒーレンス時間を持つ二重基底状態の電子スピン多様体により、非常に有望である。
しかし、T中心プラットフォームを前進させるためのオープンな課題は、弱く遅いゼロフォノン線放出を強化することである。
本研究では,単一t中心からのキャビティエンハンシング蛍光放射を実証する。
これは、単一のT中心を低損失のモード体積のシリコンフォトニック結晶キャビティに統合することで実現され、結果として蛍光崩壊速度がF$=6.89で向上する。
効率的な光子抽出により、ゼロフォノン線における平均光子アウトカップリング速度73.3kHzを達成することができる。
結合系の力学はリンドブラッドマスター方程式を解いてよくモデル化される。
これらの結果は、量子情報処理およびネットワークアプリケーションのための効率的なT中心スピンフォトンインターフェースを構築するための重要なステップである。
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