論文の概要: Optical Switching of $χ^{(2)}$ in Diamond Photonics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.06792v2
- Date: Fri, 09 May 2025 17:00:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-12 14:47:46.865352
- Title: Optical Switching of $χ^{(2)}$ in Diamond Photonics
- Title（参考訳）: ダイヤモンドフォトニクスにおける99.99$の光スイッチング
- Authors: Sigurd Flågan, Joe Itoi, Prasoon K. Shandilya, Vinaya K. Kavatamane, Matthew Mitchell, David P. Lake, Paul E. Barclay,
- Abstract要約: 我々は、ダイヤモンドの有効な$chi(2)$の大きさが、ダイヤモンド結晶の欠陥の電子的配置に依存することを初めて示す。
$chi(2)$の修飾は負の電荷状態から中性電荷状態への光イオン化から生じ、緑色光によるSHGの焼成によって現れる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9381622349546332
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Diamond's unique physical properties make it a versatile materials for a wide range of nonlinear and quantum photonic technologies. However, unlocking diamond's full potential as a nonlinear photonic material with non-zero second-order susceptibility $\chi^{(2)}\neq0$ requires symmetry breaking. In this work, we use a nanoscale cavity to demonstrate second-harmonic generation (SHG) in diamond, and demonstrate, for the first time, that the magnitude of the diamond's effective $\chi^{(2)}$ strongly depends on the electronic configuration of defects in the diamond crystal, such as nitrogen vacancy centres. The modification of $\chi^{(2)}$ arises from photoionisation from the negative to neutral charge state, and is manifested by quenching of SHG upon green illumination. Toggling the green illumination allows for optical switching of the device's $\chi^{(2)}$. Optical control of $\chi^{(2)}$ by defect engineering opens the door for second-order nonlinear processes in diamond.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンドの特異な物理的性質は、幅広い非線形および量子フォトニクス技術のための多用途材料となる。
しかし、非線形フォトニック材料としてのダイヤモンドの完全なポテンシャルを非ゼロの2階の感受性$\chi^{(2)}\neq0$で解き放つには対称性の破れが必要である。
本研究では, ナノスケールキャビティを用いてダイヤモンドの第2高調波発生(SHG)を実証し, ダイアモンドが有効である$\chi^{(2)}$の規模が, 窒素空孔中心などのダイヤモンド結晶の欠陥の電子的配置に依存することを示した。
$\chi^{(2)}$の修正は負の電荷状態から中性電荷状態への光イオン化から生じ、緑色光によるSHGの焼成によって現れる。
緑を照らすことで、デバイスの$\chi^{(2)}$を光学的に切り替えることができる。
欠陥工学による$\chi^{(2)}$の光学制御は、ダイヤモンドの2階非線形過程の扉を開く。
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