論文の概要: Fibre-integrated van der Waals quantum sensor with an optimal cavity interface

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.17095v1
• Date: Tue, 27 Feb 2024 00:17:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-28 18:24:21.412478
• Title: Fibre-integrated van der Waals quantum sensor with an optimal cavity interface
• Title（参考訳）: 最適空洞界面を有する繊維集積ファンデルワールス量子センサ
• Authors: Jong Sung Moon, Benjamin Whitefield, Lesley Spencer, Mehran Kianinia, Madeline Hennessey, Milos Toth, Woong Bae Jeon, Je-Hyung Kim and Igor Aharonovich
• Abstract要約: 六方晶窒化ホウ素(hBN)からのホール型円形ブラッグ格子キャビティの設計と製造 我々は, 光学活性スピン欠陥をキャビティ内に設計し, 決定論的パターン伝達技術を用いて光ファイバーとキャビティを統合した。 ファイバー集積化hBN空洞は、hBNのスピン欠陥からの光信号の効率的な励起と収集を可能にし、全ファイバー集積量子センサーを可能にする。
• 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: Integrating quantum materials with fibre optics adds advanced functionalities to a variety of applications, and introduces fibre-based quantum devices such as remote sensors capable of probing multiple physical parameters. However, achieving optimal integration between quantum materials and fibres is challenging, particularly due to difficulties in fabrication of quantum elements with suitable dimensions and an efficient photonic interface to a commercial optical fibre. Here we demonstrate a new modality for a fibre-integrated van der Waals quantum sensor. We design and fabricate a hole-based circular Bragg grating cavity from hexagonal boron nitride (hBN), engineer optically active spin defects within the cavity, and integrate the cavity with an optical fibre using a deterministic pattern transfer technique. The fibre-integrated hBN cavity enables efficient excitation and collection of optical signals from spin defects in hBN, thereby enabling all-fibre integrated quantum sensors. Moreover, we demonstrate remote sensing of a ferromagnetic material and of arbitrary magnetic fields. All in all, the hybrid fibre-based quantum sensing platform may pave the way to a new generation of robust, remote, multi-functional quantum sensors.
• Abstract（参考訳）: 量子材料とファイバー光学を統合することで、様々な応用に高度な機能が追加され、複数の物理パラメータを検出可能なリモートセンサーなどのファイバーベースの量子デバイスが導入される。 しかし、量子材料とファイバーの最適な統合を達成することは、特に適切な寸法の量子素子の作成の困難と、商業的な光ファイバーへの効率的なフォトニックインタフェースのために困難である。 ここでは、ファイバー積分したファンデルワールス量子センサの新しいモダリティを示す。 我々は,ヘキサゴナル窒化ホウ素 (hbn) からのホール型円形ブラッググレーティングキャビティの設計と製作を行い,キャビティ内の光学活性スピン欠陥を発生させ,決定論的パターン移動技術を用いてキャビティと光ファイバーを統合する。 ファイバー集積化hBN空洞は、hBNのスピン欠陥からの光信号の効率的な励起と収集を可能にし、全ファイバー集積量子センサーを可能にする。 さらに,強磁性体と任意の磁場のリモートセンシングを示す。 全体として、ハイブリッドファイバーベースの量子センシングプラットフォームは、新しい世代の堅牢でリモートで多機能な量子センサーへの道を開くかもしれない。

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