論文の概要: Quantum jump photodetector for narrowband photon counting with a single atom
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08674v2
- Date: Mon, 07 Oct 2024 16:16:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-08 13:10:06.308525
- Title: Quantum jump photodetector for narrowband photon counting with a single atom
- Title(参考訳): 単一原子を用いた狭帯域光子計数のための量子ジャンプ光検出器
- Authors: Laura Zarraoa, Romain Veyron, Tomas Lamich, Lorena C. Bianchet, Morgan W. Mitchell,
- Abstract要約: 本研究では,帯域幅が狭く,帯域外光子の強い拒否が可能である単一光子量子ジャンプ光検出器を実証する。
単一パス量子ジャンプ生成の記録である2.9(2)$times 10-3$の量子効率を測定する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License:
- Abstract: Using a single neutral 87Rb atom held in an optical trap, and "quantum jump" detection of single-photon-initiated state changes, we demonstrate a single-photon quantum jump photodetector (QJPD) with intrinsically narrow bandwidth and strong rejection of out-of-band photons, of interest for detecting weak optical signals in the presence of a strong broadband background. By analyzing fluorescence photon count distributions for the bright and dark states with and without excitation, we measure quantum efficiency of 2.9(2)$\times 10^{-3}$, a record for single-pass quantum jump production, and signal-photon-unprovoked "dark jump" rate - analogous to the dark count rate of other detectors - 3(10)$\times 10^{-3}$ jumps per second during passive accumulation plus 4.0(4)$\times 10^{-3}$ jumps per readout, orders of magnitude below those of traditional single-photon detectors. Available methods can substantially improve QJPD quantum efficiency, dark jump rate, bandwidth and tunability.
- Abstract(参考訳): 単一中性87Rb原子を光トラップに保持し、単一光子開始状態変化の「量子ジャンプ」検出を用いて、強いブロードバンド背景の存在下で弱い光信号を検出するために、本質的に幅が狭く、帯域外光子を強く拒否する単一光子量子ジャンプ光検出器(QJPD)を実証する。
2.9(2)$\times 10^{-3}$の量子効率、2.9(2)$\times 10^{-3}$の量子効率、2.9(2)$\times 10^{-3}$のシングルパス量子ジャンプのレコード、および信号-光子未挑発の「ダークジャンプ」レート(他の検出器のダークカウントレート(3(10)$\times 10^{-3}$1秒あたりのジャンプと似ている)を解析することにより、受動蓄積時に毎秒4.0(4)$\times 10^{-3}$のジャンプを計測し、従来の単光子検出器よりも桁違いである。
利用可能な方法はQJPD量子効率、暗ジャンプ率、帯域幅、チューニング可能性を大幅に改善することができる。
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