論文の概要: Cavity-assisted resonance fluorescence from a nitrogen-vacancy center in
diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.04611v1
- Date: Thu, 7 Mar 2024 15:57:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-08 13:36:54.260237
- Title: Cavity-assisted resonance fluorescence from a nitrogen-vacancy center in
diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔中心からのキャビティ支援共鳴蛍光
- Authors: Viktoria Yurgens and Yannik Fontana and Andrea Corazza and Brendan J.
Shields and Patrick Maletinsky and Richard J. Warburton
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔中心は、遠隔の絡み合った状態を生成するための魅力的な資源である。
ここでは,細径の細い線幅を持つ窒素空洞を,開光マイクロキャビティのモードに結合する。
その結果、$sim$1.8のPurcell因子はゼロフォノン線光子の分画を44%以上に増やし、コヒーレント光子の放出速度は芸術の4倍以上になる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The nitrogen-vacancy center in diamond, owing to its optically addressable
and long-lived electronic spin, is an attractive resource for the generation of
remote entangled states. However, the center's low native fraction of coherent
photon emission, $\sim$3\%, strongly reduces the achievable spin-photon
entanglement rates. Here, we couple a nitrogen-vacancy center with a narrow
extrinsically broadened linewidth (\unit[159]{MHz}), hosted in a micron-thin
membrane, to the mode of an open optical microcavity. The resulting Purcell
factor of $\sim$1.8 increases the fraction of zero-phonon line photons to above
44\%, leading to coherent photon emission rates exceeding four times the state
of the art under non-resonant excitation. Bolstered by the enhancement provided
by the cavity, we for the first time measure resonance fluorescence without any
temporal filtering with $>$10 signal-to-laser background ratio. Our microcavity
platform would increase spin-spin entanglement success probabilities by more
than an order of magnitude compared to existing implementations. Selective
enhancement of the center's zero-phonon transitions could furthermore unlock
efficient application of quantum optics techniques such as wave-packet shaping
or all-optical spin manipulation.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンドの窒素空洞中心は、光学的に対応可能で長寿命な電子スピンのため、遠隔の絡み合った状態を生成するための魅力的な資源である。
しかし、中心のコヒーレント光子放出率の低さである$\sim$3\% は、達成可能なスピン光子絡み合い率を強く減少させる。
ここでは,ミクロン膜にホストされた細長い線幅 (\unit[159]{mhz}) を持つ窒素空洞中心を開光マイクロキャビティモードに結合する。
結果として生じる$\sim$1.8のパーセル係数は、ゼロフォノンライン光子の分画を44\%以上に増加させ、非共鳴励起下での技術の4倍のコヒーレント光子の放出率をもたらす。
キャビティの強化により,10ドルの信号とレーザーの背景比で時間フィルタリングをすることなく,初めて共鳴蛍光を測定する。
私たちのマイクロキャビティプラットフォームは、既存の実装と比較してスピンスピンエンタングルメントの成功確率を1桁以上増加させます。
中心のゼロフォノン遷移の選択的拡張は、ウェーブパペットシェーピングや全光スピン操作のような量子光学技術の効率的な応用をさらに促進する可能性がある。
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