論文の概要: A Room-Temperature Solid-State Maser Amplifier
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.07486v1
- Date: Mon, 13 May 2024 06:00:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-14 14:44:50.726706
- Title: A Room-Temperature Solid-State Maser Amplifier
- Title（参考訳）: 室温固体メーザ増幅器
- Authors: Tom Day, Maya Isarov, William J. Pappas, Brett C. Johnson, Hiroshi Abe, Takeshi Ohshima, Dane R. McCamey, Arne Laucht, Jarryd J. Pla,
- Abstract要約: メーザーはかつて、低ノイズマイクロ波増幅技術における最先端の技術の1つであった。
室温で動作する連続波固体メーザー増幅器について報告する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7545833157486899
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Masers once represented the state-of-the-art in low noise microwave amplification technology, but eventually became obsolete due to their need for cryogenic cooling. Masers based on solid-state spin systems perform most effectively as amplifiers, since they provide a large density of spins and can therefore operate at relatively high powers. Whilst solid-state masers oscillators have been demonstrated at room temperature, continuous-wave amplification in these systems has only ever been realized at cryogenic temperatures. Here we report on a continuous-wave solid-state maser amplifier operating at room temperature. We achieve this feat using a practical setup that includes an ensemble of nitrogen-vacancy center spins in a diamond crystal, a strong permanent magnet and simple laser diode. We describe important amplifier characteristics including gain, bandwidth, compression power and noise temperature and discuss the prospects of realizing a room-temperature near-quantum-noise-limited amplifier with this system. Finally, we show that in a different mode of operation the spins can be used to cool the system noise in an external circuit to cryogenic levels, all without the requirement for physical cooling.
- Abstract（参考訳）: メイザーズはかつて低ノイズマイクロ波増幅技術において最先端の最先端を表現していたが、低温冷却の必要性から結局は廃れた。
固体スピン系に基づくメーザーは、スピンの密度が大きく、したがって比較的高いパワーで動作できるため、増幅器として最も効果的に機能する。
固体メーザー発振器は室温で実証されているが、これらの系の連続波増幅は極低温でしか実現されていない。
ここでは室温で動作する連続波固体メーザ増幅器について報告する。
ダイヤモンド結晶中の窒素空孔中心スピンのアンサンブル、強い永久磁石、単純なレーザーダイオードを含む実用的装置を用いて、この偉業を成し遂げる。
本稿では、利得、帯域幅、圧縮電力、雑音温度などの重要な増幅器特性について述べるとともに、室温近量子雑音制限増幅器を本システムで実現する可能性について論じる。
最後に、異なる動作モードでスピンを用いて外部回路のシステムノイズを冷却し、物理的冷却を必要とせずに極低温レベルにすることができることを示す。
関連論文リスト
- Tailoring coherent microwave emission from a solid-state hybrid system
for room-temperature microwave quantum electronics [8.898365687672815]
マイクロ波量子増幅とX帯での発振を室温で行うことが可能な固体ハイブリッドシステムについて報告する。
ハイブリッドシステムに外部駆動と能動消散制御を組み込むことで,9.4GHzのメーザーエミッション特性の効率的なチューニングを実現する。
我々の研究は、量子情報処理と通信のために新しい固体メーザーを最適化する機会を強調している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-25T05:51:47Z) - Strong Microwave Squeezing Above 1 Tesla and 1 Kelvin [0.0]
マイクロ波スクイージングの直接測定のための新しい記録を示す。
我々は、増幅器の臨界温度を利用して、1.8Kの温度で真空レベルノイズを発生させ、温熱環境を圧迫する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-14T07:48:59Z) - An anti-maser for quantum-limited cooling of a microwave cavity [58.720142291102135]
低温下で凝縮物の状態を生成する方法の実験的検討を行った。
この状態は、空洞からマイクロ波光子を効率的に除去するために使用される。
このような「アンチメーザー」デバイスは、ミリケルビン温度への冷却を必要とするアプリケーションにとって非常に有益である可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-24T11:12:29Z) - Quantum field heat engine powered by phonon-photon interactions [58.720142291102135]
2つの振動ミラーを持つ空洞に基づく量子熱エンジンを提案する。
エンジンは、壁とフィールドモードが非線形ハミルトニアンを介して相互作用するオットーサイクルを実行する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-10T20:27:15Z) - Superradiant Masing with Solid-state Spins at Room Temperature [7.1441936522274245]
固体スピン-マイクロ波共振器を室温で有するマイクロ波領域では、定常超ラジアントラジングカウンタが観測できる。
我々の研究は、上述の固体スピン系と他の固体スピン系による過渡的および定常的超ラジアンマジングのさらなる探索を導くかもしれない。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-04T16:09:55Z) - Directional Josephson traveling-wave parametric amplifier via
non-Hermitian topology [58.720142291102135]
低ノイズマイクロ波増幅は、量子技術や電波天文学における弱い信号を検出するために重要である。
現在の増幅器はこれらの要件をすべて満たさず、超伝導量子デバイスのスケーラビリティを著しく制限している。
ここでは、同質なジョセフソン接合配列と、そのダイナミクスの非自明なトポロジーを用いて、準イデアル量子増幅器を構築する可能性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-27T18:07:20Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - Proposal for room-temperature quantum repeaters with nitrogen-vacancy
centers and optomechanics [0.27488316163114823]
環境条件下で動作可能な 量子リピータアーキテクチャです
窒素空孔中心に基づく非低温スピン光子界面は室温でも優れたスピンコヒーレンス時間を有する。
オプトロメカニクスは、フォノン関連のデコヒーレンスを回避し、放出された光子が通信バンドに入ることを可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-13T09:50:27Z) - Bench-top Cooling of a Microwave Mode using an Optically Pumped Spin
Refrigerator [1.8922128824659967]
マイクロ波モードから1.45GHzの温度光子を実験的に除去する。
マイクロ波モードのノイズ温度は50+18_-32$Kに低下した。
本システムは,低雑音検出,量子メモリ,量子化マシンを実現するための,狭帯域かつ極めて便利なプラットフォームとして認識する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-01T06:07:37Z) - Quantum thermodynamics of coronal heating [77.34726150561087]
恒星光球の対流は、ツェルドヴィチ超放射とソニックブームに似た不可逆過程によってプラズマ波を生成する。
エネルギーは主にメガヘルツ・アルフヴェン波によって運ばれ、モード変換によって放散できる高さに達するまで弾性的に散乱する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T22:27:31Z) - The limit of spin lifetime in solid-state electronic spins [77.34726150561087]
最大2フォノンプロセスを含むスピン緩和の完全な第1原理図を提供する。
バナジウム系分子量子ビットを研究したところ、高温でのスピン寿命はラマン過程によって制限されることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-08T14:27:36Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。