論文の概要: Incoherent Measurement of Sub-10 kHz Optical Linewidths

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.06532v1
• Date: Sun, 10 Nov 2024 17:21:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-12 14:08:51.008180
• Title: Incoherent Measurement of Sub-10 kHz Optical Linewidths
• Title（参考訳）: サブ10kHz光線幅の非コヒーレント測定
• Authors: Félix Montjovet-Basset, Jayash Panigrahi, Diana Serrano, Alban Ferrier, Emmanuel Flurin, Patrice Bertet, Alexey Tiranov, Philippe Goldner,
• Abstract要約: 細い光同質線幅、すなわち長いT$を測定する最も一般的なツールは、コヒーレント光子エコー放射を測定することである。 このことは、量子通信と処理のために希土類イオンをベースとしたナノ材料の開発を強く妨げている。 本研究は, エルビウムドープ結晶, 非コヒーレント蛍光検出に基づく光子エコーの測定とその分散解析について提案し, 実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum state lifetimes $T_2$, or equivalently homogeneous linewidths $\Gamma_h = 1/\pi T_2$, are a key parameter for understanding decoherence processes in quantum systems and assessing their potential for applications in quantum technologies. The most common tool for measuring narrow optical homogeneous linewidths, i.e. long $T_2$, is the measurement of coherent photon echo emissions, which however gives very weak signal when the number of emitters is small. This strongly hampers the development of nano-materials, such as those based on rare earth ions, for quantum communication and processing. In this work we propose, and demonstrate in an erbium doped crystal, a measurement of photon echoes based on incoherent fluorescence detection and its variance analysis. It gives access to $T_2$ through a much larger signal than direct photon echo detection, and, importantly, without the need for a highly coherent laser. Our results thus open the way to efficiently assess the properties of a broad range of emitters and materials for applications in quantum nano-photonics.
• Abstract（参考訳）: 量子状態寿命$T_2$、または等価に同質な直線幅$Gamma_h = 1/\pi T_2$は、量子系におけるデコヒーレンス過程を理解し、量子技術への応用の可能性を評価するための重要なパラメータである。 細い光同質線幅を測定するための最も一般的なツール、すなわち長い$T_2$はコヒーレント光子エコー放射の測定であるが、エミッターの数が少ないと非常に弱い信号を与える。 このことは、量子通信と処理のために希土類イオンをベースとしたナノ材料の開発を強く妨げている。 本研究は, エルビウムドープ結晶, 非コヒーレント蛍光検出に基づく光子エコーの測定とその分散解析について提案し, 実証する。 直接光子エコー検出よりもはるかに大きな信号でT_2$にアクセスでき、さらに重要なことに、高度にコヒーレントなレーザーを必要としない。 その結果、量子ナノフォトニクスへの応用のために、幅広いエミッタや材料の性質を効率的に評価する方法が開かれた。

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