論文の概要: Spectroscopy, Crystal-Field, and Transition Intensity Analyses of the C$_{\rm 3v}$(O$^{2-}$) Centre in Er$^{3+}$ Doped CaF$_{2}$ Crystals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.15622v2
- Date: Thu, 26 Sep 2024 01:31:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-06 19:32:29.458733
- Title: Spectroscopy, Crystal-Field, and Transition Intensity Analyses of the C$_{\rm 3v}$(O$^{2-}$) Centre in Er$^{3+}$ Doped CaF$_{2}$ Crystals
- Title（参考訳）: Er$^{3+}=ドープCaF$_{2}$結晶におけるC$_{\rm 3v}$(O$^{2-}$)中心の分光、結晶場および遷移強度解析
- Authors: M. D. Moull, J. B. L. Martin, T. G. M. Newman, A. L. Jeffery, J. G. Bartholomew, J. -P. R. Wells, M. F. Reid,
- Abstract要約: 本稿では,CaF$:Er$3+$におけるC$_rm 3v$(O$2-$)中心の詳細な吸収とレーザーサイト選択分光について述べる。
この遷移は、167$Er同位体から観測可能な超微細構造を持つ1GHzの低温不均一線を有する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Erbium ions in crystals show considerable promise for the technologies that will form the backbone of future networked quantum information technology. Despite advances in leveraging erbium's fibre-compatible infrared transition for classical and quantum applications, the transitions are, in general, not well understood. We present detailed absorption and laser site-selective spectroscopy of the C$_{\rm 3v}$(O$^{2-}$) centre in CaF$_2$:Er$^{3+}$ as an interesting erbium site case study. The $^{4}$I$_{15/2}$Z$_1 \rightarrow {^{4}}$I$_{13/2}$Y$_1$ transition has a low-temperature inhomogeneous linewidth of 1 GHz with hyperfine structure observable from the $^{167}$Er isotope. A parametrized crystal-field Hamiltonian is fitted to 34 energy levels and the two ground state magnetic splitting factors. The wavefunctions are used to perform a transition intensity analysis and electric-dipole parameters are fitted to absorption oscillator strengths. Simulated spectra for the $^{4}$I$_{11/2}\rightarrow {^{4}}$I$_{15/2}$ and $^{4}$I$_{13/2} \rightarrow {^{4}}$I$_{15/2}$ inter-multiplet transitions are in excellent agreement with the experimentally measured spectra. The $^{4}$I$_{13/2}$ excited state lifetime is 25.0\,ms and the intensity calculation is in excellent agreement with this value.
- Abstract（参考訳）: 結晶中のエルビウムイオンは、将来ネットワーク化された量子情報技術のバックボーンを形成する技術にかなり期待できる。
エルビウムの繊維互換の赤外遷移を古典的および量子的応用に活用する進歩にもかかわらず、遷移は一般にはよく理解されていない。
本稿では,CaF$_2$:Er$^{3+}$におけるC$_{\rm 3v}$(O$^{2-}$)中心の詳細な吸収とレーザーサイト選択分光を,興味深いエルビウムサイトケーススタディとして提示する。
$^{4}$I$_{15/2}$Z$_1 \rightarrow {^{4}}$I$_{13/2}$Y$_1$遷移は、$^{167}$Er同位体から観測可能な超微細構造を持つ1GHzの低温不均一線幅を持つ。
パラメタライズされた結晶フィールドハミルトニアンは34のエネルギーレベルと2つの基底状態磁気分裂因子に適合する。
波動関数は遷移強度解析に使われ、電気双極子パラメータは振動子強度を吸収する。
$^{4}$I$_{11/2}\rightarrow {^{4}}$I$_{15/2}$および$^{4}$I$_{13/2} \rightarrow {^{4}}$I$_{15/2}$-多重遷移のシミュレートされたスペクトルは、実験的に測定されたスペクトルと良好な一致である。
$^{4}$I$_{13/2}$励起状態寿命は25.0\,msであり、強度計算はこの値とよく一致している。
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