論文の概要: Dielectric microwave resonator with large optical apertures for
spin-based quantum devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08458v1
- Date: Wed, 13 Mar 2024 12:18:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-14 14:43:43.426606
- Title: Dielectric microwave resonator with large optical apertures for
spin-based quantum devices
- Title（参考訳）: 大型光開口型誘電体マイクロ波共振器
スピンベースの量子デバイス
- Authors: Tatsuki Hamamoto, Amit Bhunia, Rupak Kumar Bhattacharya, Hiroki
Takahashi, Yuimaru Kubo
- Abstract要約: 内部品質係数が2.30タイムs104$のマイクロ波共振器は、直径が8, Mathrmmm$..
2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル (DPPH) 結晶粉末に対して連続波 (cw) とパルス電子スピン共鳴 (ESR) 分光を行った。
- 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: Towards a spin-based quantum microwave-optical photon transducer, we
demonstrate a low-loss dielectric microwave resonator with an internal quality
factor of $2.30\times10^4$ while accommodating optical apertures with a
diameter of $8\, \mathrm{mm}$. The two seemingly conflicting requirements, high
quality factor and large optical apertures, are satisfied thanks to the large
dielectric constant of rutile ($\mathrm{TiO_2}$). The quality factor is limited
by radiation loss, and we confirmed by numerical simulation that this
dielectric resonator can achieve a quality factor exceeding $10^6$ by extending
the height of the resonator enclosure. Using this resonator, we performed both
continuous-wave (cw) and pulse electron spin resonance (ESR) spectroscopy on
2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) crystalline powder and P1 centers in a
diamond crystal in a dilution refrigerator. The cw ESR spectroscopy
demonstrated high-cooperativity and strong spin-resonator coupling with the
DPPH and P1 centers respectively, while the pulse ESR spectroscopy successfully
measured longitudinal and transverse relaxation times.
- Abstract（参考訳）: スピンベース量子マイクロ波光子変換器に向けて、内部品質係数が2.30\times10^4$の低損失誘電体マイクロ波共振器を実証し、直径が8\, \mathrm{mm}$の光開口を調節する。
2つの相反する条件、高品質な係数と大きな光開口は、ルチルの大きな誘電率(\mathrm{TiO_2}$)によって満足される。
この誘電体共振器は共振器囲いの高さを延ばすことで10^6$を超える品質係数を達成できることを数値シミュレーションにより確認した。
この共振器を用いて2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル(DPPH)結晶粉末とP1中心を希釈冷凍機内で連続波(cw)とパルス電子スピン共鳴(ESR)分光を行った。
cw ESR分光法はDPPHとP1中心との高協調性および強いスピン共振器結合を示し,パルスESR分光法は縦方向と横方向の緩和時間の測定に成功している。
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