論文の概要: Nonlinear optical pumping to a diamond NV center dark state

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.10638v1
• Date: Sat, 16 Nov 2024 00:11:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-19 14:32:17.538215
• Title: Nonlinear optical pumping to a diamond NV center dark state
• Title（参考訳）: ダイヤモンドNV中心暗黒状態への非線形光ポンピング
• Authors: Prasoon K. Shandilya, Vinaya K. Kavatamane, Sigurd Flågan, David P. Lake, Denis Sukachev, Paul E. Barclay,
• Abstract要約: 我々は、NVの読み出しを劣化させる発光のクエンチングが、一般に完全には理解されていない暗黒状態であることを示す。 ナノスケールキャビティを用いて、NVが非非線形に放出する強い赤外線場を磁場強度とともに生成し、暗黒状態が中性荷電NVの4A$四重項状態に2光子励起によってアクセスされることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9785690758203197
• License:
• Abstract: The photodynamics of diamond nitrogen-vacancy (NV) centers limits their performance in many quantum technologies. Quenching of photoluminescence, which degrades NV readout, is commonly ascribed to a dark state that is not fully understood. Using a nanoscale cavity to generate intense infrared fields that quench NV emission nonlinearly with field intensity, we show that the dark state is accessed by two-photon pumping into the $^4A_2$ quartet state of the neutrally charged NV (NV$^0$). We constrain this state's energy relative to the NV$^0$ ground-state ($^2E$) to $>0.58$\,eV and the recombination energy threshold to the NV$^-$ ground state ($^3A_2$) to $<2.01$ eV. Furthermore, we show that accessing this state allows sensing of local infrared fields. This new understanding will allow predictions of the limits of NV technologies reliant upon intense fields, including levitated systems, spin--optomechanical devices, and absorption--based magnetometers.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド窒素空孔(NV)の光力学は、多くの量子技術においてその性能を制限している。 NV読み出しを低下させるフォトルミネッセンス(英語版)の焼成は、一般的に完全には理解されていない暗黒状態と説明される。 ナノスケールキャビティを用いて、NV放射を非線形に磁場強度に焼成する強い赤外線場を生成することにより、暗黒状態は中性荷電NV(NV$^0$)の4A_2$四重項状態に2光子励起によりアクセスされることを示す。 我々は、この状態のエネルギーをNV$^0$基底状態(^2E$)から$>0.58$\,eVに制限し、再結合エネルギー閾値をNV$^-$基底状態(^3A_2$)から$<2.01$eVに制限する。 さらに、この状態にアクセスすることで、局所的な赤外線場を検知できることを示す。 この新たな理解により、浮遊系、スピン-オプトメカニカルデバイス、吸収型磁気センサなど、強い磁場に依存するNV技術の限界を予測することができる。

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